Functie generator 250khz met LMC555

Ik ben aan een goedkope en eenvoudige functie generator met LMC555 of TLC555 (Cmos versie van de 555) te ontwikkelen.
Toepassing: voor studenten en liefhebbers.
Uitgang 1: Blokgolf, vast spanning, symetrisch, +/- 6Vp Z=1K (NB: dient om frequentie door een frequentiemeter te meten - ik heb al een uitstekend 6 digits frequentiemeter geontwikkeld)
Uitgang 2: regelbare PWM golf met positieve spanning van 2 tot 15Vp voor Mosfet drive. (dient om geschakelde voedings te ontwikkellen)
Uitgang 3: Blokgolf/driehoeck (NB: driehoek is niet perfect, mas bruikbaar)/sinus, Z=50R, symetrisch +/- 12Vp met schakelbaar offset controle, frequentie schijnt tot max. 800Khz mogelijk.
Ik zou graag gewone en goedkope IC's gebruiken, geen obsolete en dure Max038 of zoiets.
Bestaat al iets vergelijkbaar of niet?
Is er iemand aan te werken met zulke ontwikkeling?
Alle informaties en tips die mij kunnen helpen zijn welkom.
Nb: ik ben franstalig, neem me niet kwalijk voor mijn slechte nederlands.

Kan je daar geen microcontroller voor gebruiken? Je kan dan een mooi LCD display voorzien dat netjes de grootheden zoals spanning, frequentie en dutycycle weergeeft.

It is so simple to be happy, but it is so difficult to be simple

Er zijn zat schema's online te vinden die de golfvormen die jij beschrijft opwekken met opamps.

Aangezien opamps tegenwoordig erg goedkoop verkrijgbaar zijn (en ook erg hoge frequenties tegen lage ruis bieden) lijken me dat goede alternatieven.

Komt nog eens bij dat opamps die met z'n 4-en in een huisje zitten het schema ook nog eens erg compact maken.

Peter Claus:
bedankt voor uw antwoord.
Tot nu toe, heb ik geen eenvoudig schema met PIC gevonden.
Zelfs beroemde firmas als Hameg zijn nog aan discrete componenten te gebruiken, bijvoorbeeld de functie generator HM8030.

mbbneon:
bedankt voor uw antwoord
Ik heb al test gemaakt met gewone opamps en spanning vergelijkers, (LF356, TL082, LM311) maar het werkt niet goed, de slew rate is te klein.
Eindelijk zijn de resultaten met LMC555 de besten...Het werkt tot 800Khz, 50% duty cycle met een condensator en een weerstand.

Snellere opamps gebruiken. De LF356 is ong. 10V/us en heeft een GBW van 5MHz. Dat is voor een frekwentie van 500kHz niet erg snel.
Zoek een goedkope opamp met met 50V/us en een GBW van 25MHZ of hoger.
Bijv. bij Analog Devices de parametic search gebruiken.

rbeckers:
Bedankt voor uw antwoord.
De enige goedkope snelle opamp die ik gevonden heb is de LM318.
Ik ben zelfs van plan deze opamp met BC327/BC337 als eindversterker te gebruiken.
Wat betreft de Analog Devices opamps, het zijn natuurlijk uitstekend goede producten, maar te duur voor mijn toepassing en hard te vinden in eletronica's winkels.
Om een idee te hebben van de voorgeziende kosten van de functie generator, hier zijn de IC's die ik zal gebruiken:
Hoofdoscillator: LMC555 + 4049B
Driehoek's versterker (hoge ingang's impedantie):LF356 (G=1,5)
Sinus filter en versterker: TL082
Uitgangversterker: LM318
PWM generator: LM311
Voeding: 7815 en 7915
meer enige BC327, BC337, 1N4148, 1N4004....totaal kosten van IC's en halfgeleiders: minder dan 7 euros...!!!

free_electron

Silicon Member

je kan een propere driehoekgolf maken als je rond de 555 een stroombron bouwt ( 1 transistor en een paar weerstanden)

ik zou de pwm niet maken met de 555. dat ding is te lastig om proper te controleren.
eenmaal je de driehoekgolf hebt is het simpelweg met een stomme compartor te maken en een potmeter.

Professioneel ElectronenTemmer - siliconvalleygarage.com - De voltooid verleden tijd van 'halfgeleider' is 'zand' ... US 8,032,693 / US 7,714,746 / US 7,355,303 / US 7,098,557 / US 6,762,632 / EP 1804159 - Real programmers write Hex into ROM

free_electron:
Bedankt voor uw antwoord.

De schema die ik gebruiken wil heeft nodig van 2 stroom bronnen, een voor lading, andere voor ontlading van de capacitor.

Inderdaad, gebruik ik een verbeterde versie van de wel gekend schema van symetrish astable oscilator waar de pin's 2 (TR) en 6 (THR) zijn verbonden, daar gaat een capacitor en door een regelbaar weerstand tot pin 3 verbonden (output).

Zie :
http://en.wikibooks.org/wiki/Practical_Electronics/Astables/555

Zie Mini-astable

Dus is het niet zó eenvoudig twee regelbare stroom bronnen, een positief, andere negatief, te voorzien.

Maar is dat nodig?

In mijn mening,schijnt een propere driehoekgolf niet zó belangrijk zijn.

Ik ga akkoord met U, pwm met 555 maken is geen goede idee, dat doe ik ook niet.

Ik gebruik een LM311 en ik maak pwmgolf door de driehoek golf met regelbaar gelijkstroom spanning te vergelijken.

Zó kan men pwm van 0% tot 100% regelen.

Er is een andere probleem: termische stabiliteit.

Ik heb dat opgelost.

Ik gebruik de uitgang van de 555 direct niet (NB: het moet een Cmos versie van de 555 zijn, als LMC555 of TLC555), maar wel een inverter buffer van een 4049B gevolgt door de 5 anderen buffers in parallel....zó wordt de oscilator bijna zó stabiel als een quartz...!!!

Andere voordeel: stijging en afdaling tijden van de blokgolf zijn heel kort dankzij de snelheid van de Cmos 4049B.

Ontwikkeling is nu klaar.
Ik heb beslist werking aan 250Khz te beperken.
Het kan toch wel werken tot max 800Khz, maar niet binnen especificaties.
Ik weet dat deze discussie is te oud om te reageren, maar ik ben aan een groot geschenk voor de CO members te doen , dus, zullen zeker de moderators niet mij kwalijk nemen.

Hier zijn de schema's:

http://www.uploadarchief.net/files/download/functie%20generatora.png

http://www.uploadarchief.net/files/download/functie%20generatorb.png

Ziet er goed en goedkoop uit.
Simpel en eenvoudig na te bouwen.
C17 heeft geen waarde.

Is het mischien mogelijk om wat scoopplaatjes van diverse golfvormen, bij verschillende frekweties, te plaatsen?

C17: 0,1µF
Uitgang versterker heeft een weergave tot meer dan 3Mhz.
Stijg en afdaling tijden van blockgolf zijn meer of minder 150V/µs.

Mooi schema, met duidelijk functionele blokken.

Moet de collector van T4 niet aan de -15V ?

Neen, T4 met T3 dienen als versterker voor de PWM uitgang.
Meest belangrijke toepassing daarvan is vermogen electronica.(drive van Mosfet).
Uitgang spanning mag nooit negatief worden en is dus regelbaar vanaf 0 tot +15V en niet van -15V tot +15V.
NB: deze uitgang kan ook gebruikt worden om frequentie door een frequentiemeter te meten.

Hier is mijne prototype print board.

http://www.uploadarchief.net/files/download/functie%20generatorc.png

Niet zeer goed, maar deze print board was nodig om alles beter te ontwikkelen zonder te veel tijd te verliezen.

Hier zijn beelden van de printboard:

http://www.uploadarchief.net/files/download/functie%20generatord.png

http://www.uploadarchief.net/files/download/functie%20generatore.png

Deze beelden zijn heel slecht, het is mijn schuld niet: mijne digitale camera is een heel slechte kwaliteit 1,3Mpxels camera Vivitar...het is het best ik kan doen.

rbeckers heeft geschreven:

Is het mischien mogelijk om wat scoopplaatjes van diverse golfvormen, bij verschillende frekweties, te plaatsen?

Met 50R belasting, 3,5Khz (C = 0,1µF en R = 2200R), geen offset en maximale uitgang spanning van + en - 8Vpeak:
http://www.uploadarchief.net/files/download/3%2C5khzsinus.jpg
http://www.uploadarchief.net/files/download/3%2C5khzdriehoeck.jpg
http://www.uploadarchief.net/files/download/3%2C5khzblockgolf.jpg

Voor 285Khz (maximale frequentie) (C = 1 nF en R = 2200R), andere toestanden dezelfden dan met 3,5Khz
http://www.uploadarchief.net/files/download/285khzsinus.jpg
http://www.uploadarchief.net/files/download/285khzdriehoeck.jpg
http://www.uploadarchief.net/files/download/285khzblockgolf.jpg

NB:
- iets die niet op de schema zit: om HF oscillaties te voorkomen, moet men een 0,1µF condensator direct tussen pins 4 en 7, (koperzijde) van eindversterker LM318 (IC8) solderen.
- zou men een tweezijde printboard gebruiken, dan wordt het een kleine 110 x 95 printboard.

Na bestuderen van het schema heb ik toch nog wat vragen:

- Zijn de dioden in de sinus omvormer van type 1N4148 of zijn het germanium exemplaren ?
- Wat is de maximale frequentie die deze omvormer kan halen ? (en dat de uitgang sinus vormig blijft natuurlijk)
- Waarom zijn er in de uitgang 4 weerstanden van 100 ohm parallel geschakeld? Ik dacht altijd dat de uitgang van een functie generator 50 ohm moest zijn, nu is het 25 ohm.
- In mijn eigen complementaire eindtrapjes gebruik ik altijd laagohmige (<10 ohm) emitter weerstanden. In het schema (T1/T2 en T3/T4) zijn ze niet aanwezig. Leidt dit niet tot bias problemen, door opwarming van de transistoren ?

- dioden zijn 1N4148.
- tot 250Khz.
- er zijn 4 x 100R weerstanden in parallel in plaats van 25R om gewone 1/4w weerstanden te kunnen gebruiken. Deze weerstanden dienen als stroombegrenzing om de BC639 en BC640 te beschermen.
Uitgang impedantie is nul R (zolang er geen stroom begrenzing bestaat) zodat uitgang spanning blijft constante met of zonder belasting. Ik vind dat heel beter dan een 47R uitgang.
Er is ook meer uitgang vermogen, het is zelfs mogelijk direct drive van kleine luidspreker te doen, zonder extra versterker.
Wilt u een 47R uitgang weerstand? dan monteert U maar 2 x 100R weerstand en R9 moet verbonden zijn met de twee emitters van BC639/640 ter plaats van met de uitgang.
Meestal van de goedkope functie generatoren hebben een te kleine uitgang spanning.
Hier is het geval niet.(max 26Vpp zonder belasting, 18Vpp met 47R belasting)
- Laagohmige emitter weerstanden zijn niet nodig als er geen bias bestaat (geen bias stroom), dus is er geen opwarming probleem mogelijk.
Het is een heel goedkope project: enige CI die een beetje duurder is de LM318N (omgeveer 1,5 euro) maar ik heb hem gekozen voor heel snelle stijg en afdaaltijden. (150V/µs)

Emilien,

Hartelijk dank voor je antwoorden.

Ik vind je schema vooral interessant, hoe je dingen zo goedkoop mogelijk hebt aangepakt. Daar leer ik weer van !

Ik ben zelf bezig met een blok generator die stroom pulsen stuurt door een diode. De frequentie is 50 kHz, ik gebruik nu een CA3140 maar ik neem aan dat ik met een LM318N een mooiere blokgolf kan verwachten.

Bij Dick Best is de LM318N slechts 70 euro cent, niet gek voor zo'n snelle op-amp

[Bericht gewijzigd door Henry S. op 24 augustus 2009 18:25:10 (10%)]

CA3140 heeft een slew rate van 9V/µs, wat heel te weinig is om met 50Khz pulsen te werken.
LM318N heeft een beter slew rate van 50V/µs.
Bij "feed forward" te gebruiken (C22 en R12), wordt de slew rate van de LM318N zo groot als 150V/µs.
Voor 70 euro cents, nog beter...
Ik heb de rekening niet gemaakt, maar ik denk dat de componenten, inbegrepen potmeters en schakelaars, minder dan 20 euros kosten (buiten de behuizing.

Gezien de eenvoud van de schakeling zijn de plaatjes acceptabel.
Persoonlijk heb ik liever een 50 ohm uitgang.

Met 50R uitgang, wordt het schema zó:

http://www.uploadarchief.net/files/download/genefreq50r.png

Ik vind het een erg interessant project. Volgens mij heb ik ook nog wat 7555 ic's liggen, dus ben van plan hier eens naar te kijken.
Zou je daarom de resolutie van het schema kunnen verhogen, zodat ik het duidelijker uit kan printen? Ook kan ik sommige dingen niet heel makkelijk volgen, omdat de connectoren een onduidelijke naam hebben. Ik zou het erg op prijs stellen als je het schema zou kunnen updaten.

maartenbakker

Special Member

De 7555 is dacht ik net weer iets anders dan de LMC/NSC/GSC555, je zou voor de zekerheid de datasheets eens kunnen raadplegen.

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."
Henry S.

Moderator

De 7555 is ook weer een CMOS versie van de 555 maar geeft het boven 1MHz op.

73's de PA2HS - ik ben een radiohead, De 2019 CO labvoeding.

@Atom:

Zou je daarom de resolutie van het schema kunnen verhogen, zodat ik het duidelijker uit kan printen? Ook kan ik sommige dingen niet heel makkelijk volgen, omdat de connectoren een onduidelijke naam hebben. Ik zou het erg op prijs stellen als je het schema zou kunnen updaten.

AUB lees de hele topic...

Ik heb geschreven:

Hier zijn de schema's:

http://www.uploadarchief.net/files/download/functie%20generatora.png

http://www.uploadarchief.net/files/download/functie%20generatorb.png

Is dat niet duidelijk genoeg?

Ik heb zeker het hele topic gelezen. In het schema is het verschil tussen een 5 en 6 echter niet te lezen (kijk bv naar de pinnen van de 555 en de lm311), daarom zou ik het handig vinden als er een hogere resolutie (of een pdf) online zou komen te staan.

Er zijn maar verschillen in de uitgang versterker (LM318N) om 50R Uitgang impedantie te hebben.
Het is ook al verklaard geweest:

Wilt u een 47R uitgang weerstand? dan monteert U maar 2 x 100R weerstand en R9 moet verbonden zijn met de twee emitters van BC639/640 ter plaats van met de uitgang.

Geen andere verschil...