Hulp bij beveiligingscircuit versterker


maartenbakker

Special Member

Jep terwijl ik editte, bedachten we ongeveer hetzelfde. Vandaar ook dat ik m'n eerste vraag alweer schrapte.

Ik denk dat de vereiste gelijkloop van de voedingsspanningen veel beter moet zijn voor deze schakeling, zelfs beter dan je redelijkerwijs kunt halen met goede spanningsregelaars. Je zult dus ook je venster moeten kunnen trimmen, dus twee trimpotmetertjes in je spanningsdeler opnemen of aan de hand van de gemeten voedingsspanningen zelf weerstanden selecteren.
"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose." - Disclaimer: ik post soms vanaf een tablet, het is geen doen om alle autocrrect, ontbrekende spaties en off-by-ones er uit te halen.
Hmm, ja dan is het denk ik het gemakkelijkste om precisie trimmers te pakken. Kan ik denk net iets beter tweaken dan vaste waardes pakken.
Alhoewel ik met mijn berekening op waardes uitkomt van 10K5, 10K2 en voor het andere kanaal 10K en 10K5. Opzich geen uitzonderlijke waardes natuurlijk. Marja, een beetje afwijking geeft al meteen zo'n groot verschil.
Frederick E. Terman

Golden Member

Als je de weerstand van 330 ohm in tweeën deelt en het midden aan massa legt, heb je geen trimmers nodig. Reken maar na; je venster ligt dan in jouw voorbeelden vrij nauwkeurig rond de nul.
Ik zou gewoon 2x150 ohm nemen; eventueel zou je 160-ohm weerstanden kunnen nemen als je die kunt vinden.

--
Aanvulling op antwoorden op een vorige vraag: als de spanning net op de venstergrens beweegt, schakelt de uitgang van de venstercomparator steeds op en neer. De schmitttrigger maakt daar dan één schakelactie van.
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Ja dat is inderdaad ook een goede oplossing. Praktisch makkelijker op te lossen. Gauw even berekend voor mij linker kanaal en zou dan met 150 ohm uitkomen op vensterwaardes van 219mV en -213mV. Dit lijkt me helemaal prima.

Aanvulling:
Ik citeer een regel uit een van mij vorige posts, kan iemand mij daar bij helpen. "vind sowieso wel merkwaardig dat deze spanning vanuit de voeding wordt gehaald waar vervolgens de kathodes van diodes aan elkaar zitten. Wat is het nut/reden van?"

[Bericht gewijzigd door Ricotjuh op 8 augustus 2018 11:23:44 (39%)]

Frederick E. Terman

Golden Member

Dat lijkt ook weer een beveiliging, in dit geval voor het geval een van de voedingsspanningen wegvalt. Dan zal via de bijbehorende diode dat punt '1' ook weer laag getrokken worden door de 1,5 kOhm weerstand.
Dus ook dan worden de luidsprekers eraf gegooid om erger te voorkomen.
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Oké duidelijk, dankjewel.

Is +200mV en -200mV genoeg “ruimte” voor een koptelefoon versterker? Ik heb geen idee wat normaal is bij een koptelefoon versterker. Maar als het volume pieken krijgt hoger dan 200mV gaat de versterker in protectie.

En dan nog buiten het feit dat het venster nog niet helemaal correct is ingesteld van de window comparator, lijkt de schakeling nu wel te functioneren zoals het zou moeten. Doordat ik op de ingang nagenoeg 0V heb staan en momenteel dus nog binnen het "venster" valt, stuurt deze ook -14V uit. Wanneer de ingangsspanning buiten het "venster" zal treden, zou de uitgang naar 0V moeten gaan. Ik verwacht daarom ook dat ik het probleem van het niet inkomen van het relais, moet gaan zoeken in de Schmitt Trigger schakeling. Of klopt mijn beredenering niet?

[Bericht gewijzigd door Ricotjuh op 8 augustus 2018 16:46:40 (52%)]

Kan iemand mij helpen bij het begrijpen van de Schmitt trigger schakeling?
Het probleem is dat ik eenmaal niet weet waar ik moet beginnen.
Als beginpunt wil ik nemen dat ik 0V op mijn ingang krijg.
Echter zal ik op de basis van Q1 geen 0V krijgen omdat R2 aan de 14.2V zit.
Kan ik voor de spanning op de basis van Q2 de volgende berekening hanteren: (R5+R7/R3+R5+R7)*14.2?
Dan zou ik uitkomen op 2.37V op de bais van Q2. Maar ik weet niet of ik dit zomaar kan stellen.
Waar moet ik beginnen?!
Zijt ge zeker dat de weerstandswaarden juist zijn? ik denk van niet!

Om te beginnen moet je V1 op 14.2V zetten zodat Q1 gesperd staat.

Dan de Vbq2(punt2) en Ve (punt1) uitrekenen.

en dan de invloed uitrekenen wanneer Q1 in geleiding gaat en hier lopen de berekeningen niet goed.

[Bericht gewijzigd door MGP op 9 augustus 2018 17:23:08 (21%)]

LDmicro user.
Op 9 augustus 2018 17:20:34 schreef MGP:
Zijt ge zeker dat de weerstandswaarden juist zijn? ik denk van niet!

Om te beginnen moet je V1 op 14.2V zetten zodat Q1 gesperd staat.

Dan de Vbq2(punt2) en Ve (punt1) uitrekenen.

en dan de invloed uitrekenen wanneer Q1 in geleiding gaat en hier lopen de berekeningen niet goed.


Ik heb de waardes overgenomen uit het schema bovenaan het topic. Dus ik moet er vanuit gaan dat die kloppen. Ik zal eens opnieuw proberen te rekenen met V1 op 14.2V
Heb het moeten zoeken waar het vandaan kwam en er staat wel degelijk een fout in, waar zijn de relais gebleven? hoeveel dc weerstand hebben die relais? en wat is die andere aansluiting met Chinese tekst?

Maw. niet uit te rekenen zonder meer info!
LDmicro user.
Excuses je hebt gelijk. Het relais had ik weggelaten. Specs ga ik opzoeken
Er staan er 2 op + nog een aansluiting ergens naartoe.
Had ondertussen mijn vorig antwoord geupdate.

edit:

In de veronderstelling dat de draad aan relais2 niets doet aan de emitterspanning van Q2 kun je de zaak als volgt uitrekenen.
Voor de eenvoud gerekend vanuit punt 5 (+) gezien!
Als de schakeling spiegelt, de plus onderaan, dan is het veel makkelijker te begrijpen.

V1 = 14.2V Q1 spert dan.

De spanning op basis Q2 bedraagt dan Vb = (14.2/(R3+R5+R7))*R3 = (14.2/120)*100 = 11.8V
Q2 is dan in geleiding.

Wanneer de basis van Q1 hoger wordt dan die 11.8v dan zal Q1 geleiden.
De stroom door Q1 wordt dan I = 14.2/10030 = 1.41mA.



Dus vanaf de GND gemeten ligt de schakelspanning op de basis van Q1 op 14.2 - 11.8 = 2.4V
LDmicro user.
Frederick E. Terman

Golden Member

Op 8 augustus 2018 16:19:11 schreef Ricotjuh:
Is +200mV en -200mV genoeg 'ruimte' voor een koptelefoon versterker?
Die waarden gelden voor gelijkspanning.
Voor wisselspanning (audiosignalen) is er een grote verzwakking in het netwerkje van 10 kΩ en 10 µF, zodat audiosignalen veel groter kunnen zijn zonder dat de beveiliging erop aanspreekt. Praktisch gesproken reageert dit gedeelte van de schakeling dus alleen op gelijkspanningen.
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Frederick E. Terman

Golden Member

Op 9 augustus 2018 16:36:59 schreef Ricotjuh:
Kan iemand mij helpen bij het begrijpen van de Schmitt trigger schakeling?
Het probleem is dat ik eenmaal niet weet waar ik moet beginnen.
Wel, de ingang stuurt de ene transistor, die stuurt de tweede transistor, die weer het relais, en er is wat terugkoppeling via de gemeenschappelijke emitterweerstand.
Als de ingangsspanning stijgt, gaat uiteindelijk de eerste tor dicht. Daardoor zakt zijn collectorspanning, waardoor de tweede tor gaat geleiden. Zijn emitterstroom stijgt dus ook, waardoor de emitterspanning van de eerste tor daalt, waardoor die eerste tor des te sneller dicht gaat.

De schakeling heeft hysterese: als het relais eenmaal aantrekt, moet de ingangsspanning vrij ver zakken voordat het relais weer open gaat.
En is het relais open, dan moet de ingangsspanning weer vrij ver stijgen voordat het relais weer sluit.
Het relais zal dus, ook bij een langzaam variërende spanning en/of met ruis aan de ingang, niet 'klapperen'.

De weerstand van de twee relais samen parallel zal wel iets van een paar honderd ohm zijn.
De waarden uit het schema lijken wel te kloppen, ze leveren althans een heel normaal gedrag van de schakeling op. Als ik voor de relais (plus 47Ω-weerstandjes) samen 500 Ω aanneem, kom ik op schakelpunten van ca. 9½ V (heen) en ca. 7 V (terug).

Om hieraan zelf te rekenen kun je bijvoorbeeld eerst aannemen dat het relais aangetrokken is en de tweede tor dus geleidt, en dan uitrekenen wat de gezamenlijke emitterspanning is. Dan weet je de ingangsspanning waarbij het spul gaat 'kiepen'.
Hetzelfde kun je doen onder de aanname dat het relais afgevallen is en de tweede tor dus spert, waarbij je dan weer uitrekent wat dan de emitterspanning is en wat dan de 'kiep'-ingangsspanning is.
(Je hebt hiervoor dus wel een aangenomen waarde voor de totale relaisstroom nodig. Bij een andere waarde veranderen ook de kantel-ingangsspanningen. Maar essentieel is dat niet voor het begrip.)
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Hmm, als ik een simulatie run, krijg ik geen hysterese.
Zie ik iets over het hoofd?
Frederick E. Terman

Golden Member

Zie ik iets over het hoofd?
Je zou het haast denken. De hysterese is eigenlijk het bestaansrecht van een schmitttrigger - het zou wel apart zijn als deze er geen had. :)
Ik had alleen 13,5 V voeding gebruikt (vanwege die diodes), maar dat mag toch niet uitmaken. Ik ga zo nog eens kijken, leuk.
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Op 13 augustus 2018 13:58:36 schreef Frederick E. Terman:
[...]Je zou het haast denken. De hysterese is eigenlijk het bestaansrecht van een schmitttrigger - het zou wel apart zijn als deze er geen had. :)
Ik had alleen 13,5 V voeding gebruikt (vanwege die diodes), maar dat mag toch niet uitmaken. Ik ga zo nog eens kijken, leuk.


Zojuist nog een meting gedaan met LTSpice, met hetzelfde resultaat...
Frederick E. Terman

Golden Member

Je LTSpice resultaten zijn eigenlijk nog gekker.
Want in de eerste periode zie je wél een hysterese optreden, van 0,8 V ongeveer. In de tweede periode echter niet meer.

Ik heb inmiddels de spice files van jouw transistoren gevonden (2SA1015) en die gebruikt. De stroomversterking daarvan is iets lager, waardoor de schakelpunten iets verschuiven, maar het algemene gedrag blijft hetzelfde.

(klik voor groter)

Ik heb ook de gezamenlijke emitterspanning, en de basisspanning van Q1 in de grafiek gezet.
Zo kun je zien dat het schakelen wel bij dezelfde Ube gebeurt, maar omdat Ue bij 'aan' lager ligt dan bij 'uit', gebeurt de overgang van 'aan' naar 'uit' ook later dan andersom.

Ik ken jouw sims niet, maar je moet eens zoeken naar instellingen als 'Skip DC bias' of 'Fast start' of dergelijke. Door zo'n short-cut kun je juist de essentie van de schmitt (nl. dat zijn instelling afhangt van de geschiedenis) misschien missen.
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Bedankt voor het meedenken!
Ik heb net even een willekeurige PNP transistor gepakt. Puur voor de test.
Nu zie ik inderdaad de 2 schakelpunten. Straks eens kijken of ik een spice model van de 2SA1015 toe kan voegen in LTSpice.


Maar als ik het goed begrijp moet ik dus eerst meer specs weten van de betreffende transistoren voordat ik de schakelpunten kan bepalen?
Zojuist nog een nieuwe simulatie gedraaid met een ingevoegde 2SA1015 spice model. De waardes wijken toch nog iets af dan jou model, maar het principe werkt hetzelfde.



Dit wil dus zeggen dat het relais enkel hoog wordt (in mijn geval) 8,4V en afvalt wanneer de ingangsspanning daalt onder de 7V.

Maar mijn comperator schakeling die ervoor zit, geeft -14V wanneer de input binnen het "venster" blijft. En wanneer deze er buiten treedt, 0V. Maar dan zal het relais toch nooit ingeschakeld worden?
Frederick E. Terman

Golden Member

Oh kijk, nu heb je inderdaad hetzelfde. De laatste verschillen komen mogelijk doordat ik met 13,5 V voedingsspanning 'meet' (vanwege die diode in serie met de 14,2 V).
Als je nu met andere weerstandswaarden voor de relais gaat proberen, zul je zien dat het inschakelpunt daardoor niet verandert (wat logisch is, omdat er vlak daarvoor geen stroom door de relais loopt, zodat de weerstand ervan niet uitmaakt), maar het uitschakelpunt wel: de relaisstroom bepaalt de emitterspanning.
Verder zijn de schakelpunten dus gevoelig voor de voedingsspanning, en voor de stroomversterking van vooral Q1. Dat laatste doordat die versterking de basisstroom bepaalt, die door de vrij hoogohmige 470k moet lopen.
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
maartenbakker

Special Member

Op 8 augustus 2018 16:19:11 schreef Ricotjuh:
Oké duidelijk, dankjewel.

Is +200mV en -200mV genoeg “ruimte” voor een koptelefoon versterker? Ik heb geen idee wat normaal is bij een koptelefoon versterker. Maar als het volume pieken krijgt hoger dan 200mV gaat de versterker in protectie.
Dat zal wel meevallen, daar zijn die bipolaire 10u elco's voor. Die zorgen ervoor dat je steeds het gemiddelde signaal gedurende een bepaalde tijd op de ingangen van je comparator krijgt. Als er geen defect of zware oversturing is, zal dat dicht genoeg bij 0 zitten.
"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose." - Disclaimer: ik post soms vanaf een tablet, het is geen doen om alle autocrrect, ontbrekende spaties en off-by-ones er uit te halen.
Oke, duidelijk.
Ik heb zojuist de comparator schakeling gecombineerd met de Schmitt Trigger.
Hierin is het groene signaal de ingang op de comparator ingangen. Het oranje signaal het knooppunt tussen de twee 10K en de 470K weerstanden. Het paarse signaal is punt over het relais (500R weerstand).
Hier is gesimuleerd dat wanneer het signaal tussen de +230mV en de -230mV zit, het relais bekrachtigd is. Wanneer de amplitude van het ingangssignaal toeneemt, zal het relais afvallen. Dit is volgens mij ook de manier hoe de schakeling zou moeten werken.


Vanuit dit oogpunt wil ik weer terug naar mij schakeling en kan ik mijn metingen vergelijken met mijn simulatie. Want wat sowieso gek is, is dat ik op 7 augustus, -1,957V heb gemeten aan de 470K weerstand. Deze zou bij 0V input gewoon 14V moeten zijn.
Ik wil vanavond de simulaties gaan vergelijken met wat metingen op de print.
Daarom wil ik een signaal zetten op het punt waar ik ook ben gestart met mijn simulatie. (Op het punt waar de pijl naar wijst)


Geeft dit problemen voor andere componenten in het schema? Of kan ik hier gerust een signaaltje van 1Vtt op zetten?
Mannen bedankt voor het meedenken. De schakeling werkt uiteindelijk. Het ging dus nog fout bij de comparator schakeling. 2x 150 ohm weerstanden en dan de middenaftakking aan GND leggen bracht de oplossing. Nu komen de relais netjes in als het signaal tussen + en - 200mV blijft.
Nu kan ik verder met het afwerken van het complete project.