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图评样品原理图

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发表于 2009-5-9 13:34:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
先感谢zjiafu的测绘,尝试分析一下。

文字麻烦,图解不知能否达意?

水平方向的另一半不画了,一样的,欢迎批评。


(原文件名:图评样品原理图.JPG)
 楼主| 发表于 2009-5-9 13:57:34 | 显示全部楼层
纠错:
“虚地不需”应为“虚地不虚”。
“求上提了”应为“球上提了”。

从传感器到线圈,是一个线性放大器。当然发热是免不了的。

上图中有2个带“?”的地方:300K电阻和2个电解电容,是我困惑之处。

它们都会改变传递函数的。
发表于 2009-5-9 14:04:40 | 显示全部楼层
沙发阿

虽然没看明白还是得顶起来
让更多人看明白
 楼主| 发表于 2009-5-9 18:55:16 | 显示全部楼层
【2楼】 346675655
谢谢鼓励,顺便问一下你的“跑车”的重量。
 楼主| 发表于 2009-5-9 19:54:27 | 显示全部楼层
还有很多困惑之处:

1.为什么要分T1和T2,T1期间不让线圈有电流,意图是什么?

2.增益太大,K1*K2将达17000倍左右,再闭环,容易不稳定。

zjiafu能不能再帮助核对一下,不是我偷懒,实在眼睛老化厉害,看不见。

3.100K的微调电位器是用来补偿霍尔和运放的失调电压的,霍尔的温度变化怎么办?

本来霍尔是全桥,只用一半,为什么?

4.整个闭环中,还要插入一个线圈电压和电流的相移,不利系统稳定,为什么不用电流驱动?

...
 楼主| 发表于 2009-5-9 21:23:02 | 显示全部楼层
很冷,很孤独。
发表于 2009-5-9 21:46:56 | 显示全部楼层
100K的微调电位器不是用来补偿霍尔和运放的失调电压的,第一运放是差动放大,输入减去这个偏置电压,再放大。

   线性霍尔在无磁场的情况下是有输出的,是电源电压的一半,设计者把两个线性霍尔放在中心,它们又与磁环面垂直,这样放置,原

理上球在正上方时,无磁力线穿过线性霍尔的作用面,线性霍尔输出为电源的一半,(因为磁力线与作用面平行了,只有球发生了位

移,作用面才有磁力线穿过),但实上无可能刚刚好安装在正中心,不可能无磁力线穿过线性霍尔的作用面,也就是说线性霍尔输出不是

电源的一半,可能偏大,也可能偏小,100K的微调电位器作用就是调整这个偏差,使球在正上方时,运放无输出,但不是0V,是6V,是电源电压的一半。
 楼主| 发表于 2009-5-9 22:38:25 | 显示全部楼层
如你的意思是抵消由于1.霍尔安装的偏差,2.环型磁铁磁性的的非对称性而产生的霍尔输出,我同意。

另外,关于“K1*K2将达17000倍”,是这样吗?
发表于 2009-5-9 23:47:24 | 显示全部楼层
【7楼】 elder60
支持下,温暖下,学习再学习。是有难度。
发表于 2009-5-9 23:55:49 | 显示全部楼层
半夜过来顶一下。
发表于 2009-5-10 00:37:49 | 显示全部楼层
有几个连接我也疑惑,应lder60要求,反复查了几次,连接还是原来的一样!

我也希望是我眼睛老化,画错了。
发表于 2009-5-10 01:07:16 | 显示全部楼层
狂顶·······
 楼主| 发表于 2009-5-10 07:34:04 | 显示全部楼层
反推满电压输出时霍尔的输出:

12V/17000 = 0.7mV

假设是锑化铟霍尔中感应灵敏度最低的A档 hw101-A 0.244 mV/G

(根据资料:B=50mT,Vc=1V时,Vh = 122-370mv (A-G档)灵敏度相当于0.244-0.74 mV/G))

0.7/0.244 = 2.86G

也就是说,超过2.86高斯,将进入非线性区。

如此,其稳定范围,就必然极小。
 楼主| 发表于 2009-5-10 14:19:58 | 显示全部楼层
上午做了一个实验,在球稳定安放的情况下,在球的底下,水平插入一块1MM的铝板,当超过中心电后,线圈发出500Hz的声音。

说明,系统自激了,但球还是稳定的。
发表于 2009-5-10 16:16:05 | 显示全部楼层
在电路分析方面不知elder60有何进展呢?

我希望elder60能帮我复查一下电路,更希望能找到错的地方。
 楼主| 发表于 2009-5-10 16:52:38 | 显示全部楼层
我看PCB 2副老光眼镜 + 一块放大镜,实在太难了。

现在在尝试把线接出来,通过现象来分析。

我们一起努力吧!

顺便问一下楼上,你是哪个城市的?我在上海。你每天要上班吗?我退休4年多了。
 楼主| 发表于 2009-5-10 17:12:22 | 显示全部楼层
另外,说实话,这二天,心情也不太好,有一种对不起原设计师的内疚感。感觉在扒人衣服。

估计原设计师也是国内的一个有一定年纪的工程师了。如果是外国人,那就不管了。

该咋的就咋地。

另外,我已经脑梗过,脑子有点坏了。在硬撑。
发表于 2009-5-10 17:16:59 | 显示全部楼层
呵呵~ 原来是前辈啊!

   我在广州,白天要上班,下班了要带孩子,做功课,晚上要等孩子睡了才有时间研究这东东。

   我是电子仪器行业的,与运放算是打了十几年交道了,所以当初一看到这板就认出裸片是运放了,但现在这图的运放电路真令我费解,真希望是自己出错了。
发表于 2009-5-10 17:22:03 | 显示全部楼层
这么简单的模拟电路
原来猜测的这么不靠谱
把HT4××都找出来了
 楼主| 发表于 2009-5-10 18:02:12 | 显示全部楼层
楼上高手,在下不知所云,请赐教。
 楼主| 发表于 2009-5-10 19:08:43 | 显示全部楼层
zjiafu 刚才量了一下,发现一个错误:

4066的1,4脚应接电容,而不是电阻。那么LM324的5,10脚连接到电阻还是电容?

你先确认一下,再联系。
发表于 2009-5-10 20:13:22 | 显示全部楼层
看了半天,我还是没看懂,是不是我们最基本的原理没怎么搞懂导致对原理图某些元件猜测错误了。

PS:向elder60 致敬
 楼主| 发表于 2009-5-10 20:20:46 | 显示全部楼层
上图中是有错误的,正在和zjiafu一起努力查找。

楼上有疑问处,可以一起探讨。谢谢。

zjiafu,1000uf电解少画一个是2个。另4066的14脚好象和12V不通啊。
发表于 2009-5-10 20:49:24 | 显示全部楼层
【20楼】 elder60
zjiafu 刚才量了一下,发现一个错误:

4066的1,4脚应接电容,而不是电阻。那么LM324的5,10脚连接到电阻还是电容?
----------------------------------------------------------------------
LM324的5,10脚连接是电容,
因为4066的1,2都是一样的,位置是可以互换的,为了画图方便,没管它,但是原理一样的。4066的3,4也是这样。

还有,那些运放是那个单元都是原理上行就算了,并不代表实物是这样连接的。

另,1000uf电解是接电源的,1个还是2个并不重要,我也发现4066的14脚和12V不通的,是没接电源的。
 楼主| 发表于 2009-5-10 21:02:26 | 显示全部楼层
zjiafu,至少总数要对。

阻容同编的位号 从1-44 其中 22,31未安装,38是0阻(可以不算)。共44-3=41个

正面:2个电解,5个插座,2个电位器,8个三极管,4个IC,1个过热继电器。共22个。

板外,4个线圈,3个霍尔。共7个。

共计:70个器件。磁铁,电源插座不计入。

请核查。

建议不如建立网络表,简单排一下PCB,和阿莫的照片对一下,一目了然。
 楼主| 发表于 2009-5-10 21:21:02 | 显示全部楼层
有趣,请帮助证实。
看图,红线和红字。如这样算脚,则和LM324一致。

如按丝印缺口算,则是4脚接地的4运放。我记得碰到过。

(原文件名:原08.jpg)
发表于 2009-5-10 21:24:42 | 显示全部楼层
试着分析一下:
1、两个电位器,是调整球体悬浮位置的,相当于是X轴上让球的平衡点回到0点,同理另一个也是,最终让球的中心悬浮位处于四个电磁铁的中心。
2、霍尔IC,HW101虽然是两个输出,但对于相同的磁场(比如N极来说)是线性的,只需取一个即可,当作一个线性输出的霍尔使用。
3、两个电解电容是这个电路关键,电容较大,球体旋转的速度就是由它决定的。反馈到电容上的电压有一个缓慢的充电放过程,
4、如果将球体悬浮时不可能是完全的中心,比如偏向X方向,线圈则给出一个反作用力使球朝-X方向移动,移动的速度就靠上面说到的电容来控制,当球移到相反的方向时又发生相反的过程,同理在Y轴上也是同样的运动过程,不可能有一个静止点,这样周而复始则产生的球的旋转运动。
发表于 2009-5-10 21:25:40 | 显示全部楼层
原理基本通了,建议马上舍弃这套电路,建议使用MCU来做吧,这样开源才有意义,如果是剖析别人的电路,很可能給别有用心之人造成方便,另对此产品的设计者和生产厂家不公平,不希望一个有意义的产品又变成随便什么小厂都能生产的垃圾货。
另磁路上的原理也整通了,购买了一个悬浮陀螺的玩具,在外包装上有非常详细的磁路原理说明。
发表于 2009-5-10 21:29:04 | 显示全部楼层
我也怕漏了,所以我早就数过了,不会错的。

那些三极管的作用只是功率放大,但772和882连接处的电压还是跟随运放输出的,只相差0.7V,基-射两端电压差,但运放的输出是多少总算不出来,我也很怀疑我的电路有什么地方出错了,又或者是漏了什么,希望能尽快查出来。
发表于 2009-5-10 21:32:05 | 显示全部楼层
【25楼】 elder60
那几个就是隐藏的运放输出端
发表于 2009-5-10 21:37:23 | 显示全部楼层
To    19楼

我说的是燕青老师原来的根据一张照片对其电路的猜测
帖子自己找
就在磁悬浮 里
发表于 2009-5-10 21:38:58 | 显示全部楼层
电路图有错误,从照片上已经可以看到有错误了
发表于 2009-5-10 21:42:08 | 显示全部楼层
4066的3脚应该接到两个5.1K的电阻的中间位置
发表于 2009-5-10 21:44:24 | 显示全部楼层
4脚应该直接接到IC2的管脚上并且末端还链接一个电阻这个电阻是多少看不见
 楼主| 发表于 2009-5-10 22:13:03 | 显示全部楼层
【26楼】 yanglz618
3、两个电解电容是这个电路关键,电容较大,球体旋转的速度就是由它决定的。反馈到电容上的电压有一个缓慢的充电放过程,
4、如果将球体悬浮时不可能是完全的中心,比如偏向X方向,线圈则给出一个反作用力使球朝-X方向移动,移动的速度就靠上面说到的电容来控制,当球移到相反的方向时又发生相反的过程,同理在Y轴上也是同样的运动过程,不可能有一个静止点,这样周而复始则产生的球的旋转运动。

关于旋转运动,我认为无次功能。“球体旋转的速度就是由它决定的”,能否详解。


【27楼】 czzhouyun
        原理基本通了,建议马上舍弃这套电路,建议使用MCU来做吧,这样开源才有意义,如果是剖析别人的电路,很可能給别有用心之人造成方便,
另对此产品的设计者和生产厂家不公平,不希望一个有意义的产品又变成随便什么小厂都能生产的垃圾货。
---------------------------------------
    我也有心于MCU方案,但水平不够,有疑虑,最主要的是AD的位数,其二是速度,先生可有认证方案,我愿闻其详。

    关于“公平”事,我在【16楼】有所表白。

另磁路上的原理也整通了,购买了一个悬浮陀螺的玩具,在外包装上有非常详细的磁路原理说明。
---------------------------------------
最好能将“非常详细的磁路原理说明”上传,大家共享。

【30楼】 longquan
很愿意向燕青老师学习。


【31楼】 czzhouyun
        电路图有错误,从照片上已经可以看到有错误了
太感谢了,请明示。
 楼主| 发表于 2009-5-10 22:33:21 | 显示全部楼层
28楼】 zjiafu

那些三极管的作用只是功率放大,但772和882连接处的电压还是跟随运放输出的,只相差0.7V,基-射两端电压差,但运放的输出是多少总算不出来,我也很怀疑我的电路有什么地方出错了,又或者是漏了什么,希望能尽快查出来。
--------------------------------------------------------------
772和882的基极直接连接运放输出,不用担心,在闭环时,这个失真很小。此方法2,30年前就有人用于音频功放。当然,音频要求高,
我也觉得不妥,不过,在此无妨。

你说“运放的输出是多少总算不出来”,能否详说,你是怎么算的?
发表于 2009-5-10 23:31:52 | 显示全部楼层
MCU的方案应该比这个电路的简单,使用帶AD的MCU就可以了,霍尔的信号用运放放大进入AD,使用PWM去控制线圈,这个才有意思,是否稳定是否能悬浮起来完全靠算法,这样才具有挑战性,从原理和提拉式的悬浮例子来看,AVR完全可以稳定地运行这个算法,原理上这就是个磁力线窝,线圈动态调整这个窝的形状,努力使重力和排斥力达到一种稳定,实际上把悬浮陀螺拆开后发现里面就是一大块磁钢,所以悬浮陀螺必须保证尽量的平,要不断地调整配重才能悬浮
 楼主| 发表于 2009-5-11 08:21:09 | 显示全部楼层
【36楼】 czzhouyun
二个关键词用得好:“算法”“窝”。

“算法”和MCU问题:
在这个课题中,包含了好“几”个算法,别的不说,最起码要知道:“几”=?吧。
我们大事做不了,一步一步来,先解决 ““几”=?”,再一个一个搞。

我在“要区分清楚:“提拉铁磁体”和“推顶永磁体””一贴中有一句话,请思索一下:
“位置和姿态共5个参数。霍尔器件要几个呢?”
这是“算法”的最基本问题。

磁铁在近场时,是不能够用“磁偶极子”来简单替代的。故“算法”一词,谈何容易。

关于PWM,首先有一个重复频率Fpwm问题,如何确定?系统的带宽是多少?Fpwm总要更高吧。
在这个课题中,从这个角度看,悬浮磁铁是越重越好。
我有被两块磁铁飞快地合在一起,夹掉一点肉的经验,想想后怕。

我们可以轻易顶起一根竹竿或铁棒,但无能力顶起一根牙签,就是这个道理。

以上的谈论,是战术上的。战略上,我很支持你的,我自己也在学习中,期望能有“数字解决方案”。
再说,我算老几,能人多的是。 我仅是“老有所乐”而已,年轻人就不仅是“乐”的问题,是接受“挑战”问题。


“窝”问题:
“磁悬浮开源设计活动的参考样品,录像+图片”【130楼】
http://ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3318432&bbs_page_no=1&bbs_id=3049


(原文件名:磁路的基本情况4:三个霍尔器件的位置.JPG)

从心里讲,我极其盼望有人能继续画下去,“窝”不是若隐若现了么。
可惜,我失望。


“提拉式悬浮”的要点,我的理解是在“如何获取距离信息”上。



请你最好能将“悬浮陀螺”的“非常详细的磁路原理说明”上传,大家共享。有困难吗?
发表于 2009-5-11 08:37:46 | 显示全部楼层
咱们能不能用电脑的输出来控制呢?电脑有串口,并口,USB,等等,也别用什么MCU了.
电脑的运算速度比MCU快多了,还有显示,可以存储,还有键盘和鼠标的控制.------开个玩笑.
 楼主| 发表于 2009-5-11 08:53:44 | 显示全部楼层
【38楼】 ywl0409 老黄牛

你好。

我上面关于“重复频率Fpwm问题”的描述,可能引起误解。我的意思不是“不能”,而是“担心”,须“慎重”而已。

由于操作系统的存在,PC不宜“实时控制”。
发表于 2009-5-11 09:03:23 | 显示全部楼层
我瞎说说的,没别的意思.
 楼主| 发表于 2009-5-11 09:39:32 | 显示全部楼层
我是“老”头,你是“老”黄牛,缘分。又是同乡,缘分。

我在浦东,名人苑附近。不知府上何处?

若你对我买的样品有兴趣,不妨借去玩玩。有个感性认识。

我用STM32,另又在学FPGA(ACTEL),最近,现在又在学“磁”,太忙,太累了。

你懂ATMEL,和ourdev匹配,我建议你领军,先做些实验,我当参谋,如何?
发表于 2009-5-11 10:17:22 | 显示全部楼层
【32楼】 czzhouyun
我早就说过了,我当时为画图方便,我图中4066的1和2,3和4换过来了,但这两个脚原理来上是一样的,可以调换的.
 楼主| 发表于 2009-5-11 10:42:58 | 显示全部楼层
zjiafu,不必在意。

不过,我建议你把图改过来。不难吧。
原因是,否则,我们接下去讨论时,讲到某脚时,要这样讲了:
“样机上的某某脚”或“zjiafu的原理图上的某某脚”,增加讨论的成本。
说得重一点,是培养良好习惯的问题。

目前,我的心情和你一样,很急。
我们先统一认识:
我们现在做的工作是对样机的认识,“它是什么样的东西?”它是如何工作的?

接下来,才谈得上,“能改进吗?”或“不如怎么怎么干”。
发表于 2009-5-11 10:49:37 | 显示全部楼层
“窝”问题:
“磁悬浮开源设计活动的参考样品,录像+图片”【130楼】
http://ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3318432&bbs_page_no=1&bbs_id=3049
本人比较忙,就直接跟贴了,图也不做了,如果有不明白的地方参照上面的图,另本人观点也是参照资料和玩具得来的,仅做参考
先说磁路,上面的磁路已经描绘的非常好了,但应该和实际的实物是有出入的,因本人手中没有实物,沒有测试设备,只能根据各位
描述的现象做出推测。
   废话少说,开讲:球里的用磁体在这里給它个名词"磁椎“,磁椎就按上图的极性是N在下,下面是一个永磁环,这个永磁环的极性应该是N在上。出处在于有人试验过当不通电的时候,球放在中间松手会突然被吸到边上,实际上还有一个现象该网友没有描述清楚,被吸到边上的时候球是倾斜的,磁锥的下面是N,上面就是S,实际上磁环吸引的是磁锥的S,球体的重心是在磁锥的上面,因此球体有个翻转的力,球的运动轨迹就是这个吸力和重力的合成力方向。请有条件的网友进行验证。
   中间的线圈产生的磁场方向也是N朝上,这样稳定区域才最大,磁路的矢量方向是一个弧线,这个弧线的曲率越小球体越稳定,必须保证这个条件,请有条件的网友进行验证,验证很简单,右手定则。
   球体的稳定悬浮,只要底下排斥的力场是一个稳定的窝,就能达到稳定,如果没有外接扰动,磁路都是完美的均匀,那么这个磁锥是无须通电就可以悬浮的,实际上下面的线圈就是在不断克服这些不稳定因素,有人提出如何让这个区域变大,讲到这里大家应该很清楚了,区域变大就是加大线圈的距离,同时其他条件不变的情况下,悬浮高度会下降。
   霍尔器件,这里用了3只霍尔器件,一只霍尔器件是开关型的,这只霍尔的作用是检测球体,没有球体的时候线圈不通电,这个必须放在中心,开关型的霍尔器件有个特征,导通和关闭的磁通量是不一样的,整个曲线中有个矩形区域,这个矩形导致球体刚放上去的时候球是一个阻尼振动,可以这样验证,先不通电,將球在中心旋转起来,球是可以稳定地在中心旋转的,然后通电,这时球是突然跳到空中的,呵呵,这个试验还是不要做,免得把球摔坏了。
   两个线性的霍尔呈现90度夹角,实际上是为了检测两个方向上的磁力线偏离,由以上推断可以断定,如果使用开关型的也是可以悬浮的,因球的偏离运动轨迹总是沿着磁力线的方向,这个力会使球在运动中上下偏转,球偏转一个很小的角度可以导致霍尔器件的变化很明显,这种明显的变化肯定超过了开关型的霍尔的开关阀值。
   呵呵,很累很累,没有实物凭脑袋想象非常累,先讲到这,应该將磁路描述的非常清楚了,有了磁路的分析,应该电路的分析不成问题了。后面再讲解如何使用MCU来建立这个系统,以及当中可以用到的算法。
   请注意:本人讲解这个是基于坛友提供的信息和想象中推断出來的,希望有条件的坛友多做验证。
发表于 2009-5-11 11:03:01 | 显示全部楼层
【38楼】 ywl0409 老黄牛

咱们能不能用电脑的输出来控制呢?电脑有串口,并口,USB,等等,也别用什么MCU了.
电脑的运算速度比MCU快多了,还有显示,可以存储,还有键盘和鼠标的控制.------开个玩笑.

------------------------------------------------------------------------------

老黄牛 的主意不错,一边上网玩电脑工作,边上放了一个旋转球,爽!

只是,最大的难点在于通过 USB 等接口偷电 ------- 所偷的能源有限,功率(动力)明显不够!
 楼主| 发表于 2009-5-11 11:25:07 | 显示全部楼层
欢迎许老师,你可是大忙人哪。

【44楼】 czzhouyun

我再次明确,至少对于样品而言,“磁椎就按上图的极性是N在下,下面是一个永磁环,这个永磁环的极性应该是S在上。”

至于其他磁路方案,可另行讨论。

我在【34楼】【37楼】2次 请你最好能将“悬浮陀螺”的“非常详细的磁路原理说明”上传,大家共享。有困难吗?

看来,你困难大大的。
发表于 2009-5-11 13:10:25 | 显示全部楼层
今日冒死把样品带回公司用示波器检测了,首先得出的一个结论令我想不通,elder60分析图中的K1级输出并没有放大26.5倍,传感器输入幅值15mV,运放输出也是15mV,我反复检查了这一运放单元的连接,已非常确认我图是没错的.

三极管基极电压幅值最大也是1V左右.

难道裸片并不是四个运放这么简单?
 楼主| 发表于 2009-5-11 13:23:13 | 显示全部楼层
慢慢来,不要急。
讲清楚这件事也不容易:
“传感器输入幅值15mV,运放输出也是15mV”
有无球(估计没有)?接地点?输入点和输出点各接何处?单双踪(即先后分别,还是同时)?
发表于 2009-5-11 13:37:54 | 显示全部楼层
有球,放在上面运转中,接电源负极,示波器AC档,打DC档时在6V左右,输入点传感器接口处,输出点运放输出端14脚.有一边探头坏了,用了单踪,所以未能探到输入和输出是同相还是反相,总之它们的幅值都是15mV左右.
发表于 2009-5-11 13:46:34 | 显示全部楼层
就是下图的那个单元,帮忙核实下


(原文件名:ourdev_441075.jpg)
 楼主| 发表于 2009-5-11 13:50:09 | 显示全部楼层
奇怪!

你的意思是增益大致=1?

球在晃动?要不何来15mV之说。若是,晃动周期应和示波器上周期一样?晃动大,增益也大。
发表于 2009-5-11 13:53:53 | 显示全部楼层
球在晃动,所以传感器就有输出了,用手拨一下,示波器就有反应,跳一下.
 楼主| 发表于 2009-5-11 14:03:02 | 显示全部楼层
这样测法是错误的,这些信号全是电源纹波的一半,不信,直接量电源纹波=30mv。

什么叫虚地,必须概念明确!!

老头很生气!
发表于 2009-5-11 14:09:43 | 显示全部楼层
绝对不是电源纹波,测过了,那是开关电源,纹波不超过5mV.
 楼主| 发表于 2009-5-11 14:13:25 | 显示全部楼层
这种情况下,手持示波表就有用武之地了。我正在做。
发表于 2009-5-11 14:16:19 | 显示全部楼层
好啊,我也想看看你的结论,我一个人说了没人会信的.
 楼主| 发表于 2009-5-11 15:02:36 | 显示全部楼层
我也是“一个人”。那你生气我吧。抵消。

“谁人背后无人说,哪个人前不说人。”无所谓!

那现在的情况就是说:“增益大致=1”。

奇怪!

你想看看我的结论,可慢了,焊线手都抖。我试试。
发表于 2009-5-11 15:17:44 | 显示全部楼层
elder60
我没生气你,相反,很希望是我测错了,你来大骂我.

这么奇怪的结论,很头晕!
发表于 2009-5-11 15:39:06 | 显示全部楼层
还有,我试过在130K电阻的两端并一个100K的电阻,运放输出跟没并差不多,球还是非常稳定,后来又试并10K,但这次不行了.
 楼主| 发表于 2009-5-11 15:56:53 | 显示全部楼层
麻烦来了,10分钟前,用3副老光眼镜并联+一把头尖不粘锡的烙铁终于焊好,上电能转。

还挺高兴,心想,还要感谢这个小伙,这么把我这么一激,还能干。我焊了4个点,换观察点时,不行了,电压也下降了。

一头雾水,看来是人不行了。要修恐怕较难。。。

不过,顺便还发现:当球落到板上时,输出成30KHz的自激。
 楼主| 发表于 2009-5-11 16:00:47 | 显示全部楼层
先再见一下,让我静静心。
 楼主| 发表于 2009-5-11 17:14:21 | 显示全部楼层
想起一件事,请你注意杂散磁场,因是磁传感器。当然和=1无关。

我的问题是焊头掉了。自己可怜。
发表于 2009-5-11 19:31:42 | 显示全部楼层
问题确实大大地,原理在包装外壳上,相机被摔坏了,无法拍照传上来
发表于 2009-5-11 20:36:11 | 显示全部楼层
【41楼】 elder60
不好意思,今天忙了一天.
我家在田林,我对这个东西也比较感兴趣,只是目前手头除了个万用表,已经没有仪器可以使用了.所以测是没有办法测试了.

不过我觉得,除了控制部分的电路以外,它的那几个线圈也是非常重要的.如果有可能,应该测一下它们的参数.
发表于 2009-5-11 21:14:08 | 显示全部楼层
elder60 在吗?

我之前把另一支探头修好了,在双踪工作,同之前操作一样,测量第一级运放,示波器显示传感器输入和运放输出脚14的波形重叠了,它们不但同相,而且幅值一样!

后来我又做了一个试验,用信号发生器产生一正弦波代替传感器输入,断开两组线圈,幅值同样调到15mV,但这次与上面结论不一样了,运放输出有0.4V左右,也就是说这级放大倍数有26.5倍了,与原理图相符了.

为什么会这样呢?
发表于 2009-5-11 21:19:17 | 显示全部楼层
我粗看了 zjiafu 上传的 阿莫的磁浮样品原理图(更正版),未发现电路有明显错误,初步分析了一下 磁悬浮原理,纠偏原理,旋转原理,一件比一件深奥,为设计此产品的工程师叫绝,实现原理其实很简单,但能想出来,并将这些不同行业的知识有效的结合在一起,绝对是个超级人材,说心里话,假如老许三十几年前学的一点物理知识还给了老师,假如老许学的不是很杂,跨行当很多,估计也看不穿想不通其很简单最原始的原理,网友 elder60 言:“说实话,这二天,心情也不太好,有一种对不起原设计师的内疚感。感觉在扒人衣服。”我再写下去了,也有一种对不起原设计师的内疚感,感觉在扒人衣服。这种级别的超级高手,除了让人尊敬和佩服之外,已无任何杂念。
发表于 2009-5-11 21:19:52 | 显示全部楼层
也许你这次是把反馈给断开了.
发表于 2009-5-11 21:56:57 | 显示全部楼层
ywl0409 老黄牛

也许你这次是把反馈给断开了.

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其实我也怀疑过这一级与后面驱动部分是有反馈的,但我在板上找来找去都找不到,除非裸片内有古怪.
发表于 2009-5-11 21:56:58 | 显示全部楼层
ywl0409 老黄牛

也许你这次是把反馈给断开了.

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其实我也怀疑过这一级与后面驱动部分是有反馈的,但我在板上找来找去都找不到,除非裸片内有古怪.
发表于 2009-5-11 21:57:00 | 显示全部楼层
【65楼】 zjiafu

为什么会这样呢?

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老许提示一下吧,你测试的二个结果都正确,这是动态(有磁反馈)和静态的区别!
发表于 2009-5-11 22:04:35 | 显示全部楼层
一个是闭环测量,一个开环测量。
发表于 2009-5-11 22:07:31 | 显示全部楼层
xuyiyi 许意义
未发现电路有明显错误
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也就是说电路的一些细节错误对原理的理解不会有影响,是吗?能不能请许工讲下那个连接两个电容中间和两个电阻中间的开关有什么用吗?
发表于 2009-5-11 22:09:07 | 显示全部楼层
闭环时,磁场已经修正,HALL输入估计已经很小为15mv/26.5
发表于 2009-5-11 22:12:01 | 显示全部楼层
电容中间和两个电阻中间的开关?
不方球时,停止线圈工作.
发表于 2009-5-11 22:15:59 | 显示全部楼层
霍尔元件就是一个大反馈,你断开两组线圈,就是把反馈断开了.
发表于 2009-5-11 22:33:12 | 显示全部楼层
终于发现问题了

原来我测到的15mv不是传感器的真正输入,是三极管驱动线圈时对电源产生的反馈,使电源产生了纹波,再反馈到信号线而产生的.

刚才我找来另一个电源单独用来驱动三极管,与测量电路部分电源分开,结果显示,传感器实际输入很小很小,用手拨图时才能看到一点点变化,第一级运放放大后最大时也只有2mv左右,按elder60图中的计算,再放大675倍到三极管基极时也不到2V,

实际显示三极管基极是1V至1.5V左右.
发表于 2009-5-11 22:39:25 | 显示全部楼层
虽然还有很多不明白之处,但从实测看来图应该没有什么大问题的.
发表于 2009-5-11 22:47:02 | 显示全部楼层
【74楼】 xbq1001

在球未放上去的时候,你指的电阻电容间开关导通,二电容的中点为运放的相对“零”电位(即+6V),而输出级(另二个)开关断开,起到稳定功率输出级运放 输入电平的作为(驱动级运放 +,—输入同电平,使输出为“零”,线圈无电流流过,降低功耗和发热)。

将球放上去的时候,输出级(另二个)开关先导通,输出级输入电平有变化,驱动电磁线圈开始工作。
你指的电阻电容间开关延时一段时间后断开,使二电容的中点受驱动级运放的控制,其 300K的电阻为控制电容充放电电阻,亦组成一定频率的正反馈自激振荡,迭加在驱动上产生间断性低频脉冲,从而驱动电磁线圈----最终控制球的相对位置。
 楼主| 发表于 2009-5-11 23:22:13 | 显示全部楼层
【78楼】 zjiafu
        终于发现问题了
咪咪糊糊,刚醒,好消息,恭喜。好热闹。

请回忆一下:
【48楼】有无球(估计没有)?接地点?输入点和输出点各接何处?单双踪(即先后分别,还是同时)?
【53楼】这样测法是错误的,这些信号全是电源纹波的一半,不信,直接量电源纹波=30mv。
什么叫虚地,必须概念明确!!老头很生气!
你很可能会认为我是经验。我认为不是。是基础和推理。你想想...

另外,“同时”很重要:
“绝对不是电源纹波,测过了,那是开关电源,纹波不超过5mV.”
“总之它们的幅值都是15mV左右”
这是2件非同时发生的事。

最后,还是要恭喜你,至少轻松不少。

头很痛,明天见。
 楼主| 发表于 2009-5-11 23:25:39 | 显示全部楼层
许老师还在在啊。辛苦!
我不太舒服,恕不奉陪了。失礼,失礼。
发表于 2009-5-11 23:48:20 | 显示全部楼层
elder60

   我们通常说的电源纹波是50HZ的公频引起的,我发现的这个纹波是线圈驱动引起的,拨球时是有变化的,所以比较难发现,同时也没有想

到霍尔传感器的输出是如此之弱,如果要用单片控制,运放还是少不了的,而且我相信绝对没有这个样品稳定,在电路有一个与511欧电

阻串联的电容,我拆掉试过了,没有它,球会不停地左右振动,幅度很大,频率很高,用示波器观察,有了它,运放输出中的高频成份被放大了很多,正是

这些高频成份起到稳定作用,使球不振动,如果用单片机做控制系统,由于AD转换的速度,还有处理速度是不够的,不可能及时对这些高频信

号采集和处理,达不到控制的目的,稳定性自然就差一点.
发表于 2009-5-12 00:35:40 | 显示全部楼层
高手!这些东西能分析的这么透
发表于 2009-5-12 02:03:31 | 显示全部楼层
【83楼】 zjiafu  如果用单片机做控制系统,由于AD转换的速度,还有处理速度是不够的,不可能及时对这些高频信号采集和处理,达不到控制的目的,稳定性自然就差一点.

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某些技术狂人可能会在想……
用100MSPS的AD9283,后面接DSP,我就不信数字电路处理不了……

这个电路再次证明,数字电路不是万能的。
发表于 2009-5-12 02:11:45 | 显示全部楼层
在电路有一个与511欧电阻串联的电容,我拆掉试过了,没有它,球会不停地左右振动,幅度很大,频率很高,用示波器观察,有了它,运放输出中的高频成份被放大了很多,正是这些高频成份起到稳定作用,使球不振动

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也就是说,这个根本就是个振荡电路,整个系统是一个动态平衡机制?球看似静态悬浮,实际上是在做高频震动?
发表于 2009-5-12 06:34:41 | 显示全部楼层
现在的整个讨论(包括对某些点的测试)都是在瞎猜,其原理就没有高手看(分析)出来? ourDEV 网上高手如云,肯定能分析出来的!

而那些电路的缺点(如纹波),被当成了宝,让老许直冒冷汗,要知道, ourDEV 网上找个高手专家很容易,找个文化程度比老许低(初中生)很困难。

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在电路有一个与511欧电阻串联的电容, 那是个加速电容,相当于 PID 的 D 。

而 220uF 和 300K 组成的充放电电路 组成的振荡(由反馈产生,类似于自激振荡),控制着 PID 的采样速度,估计在 500Hz 左右(根据网友 elder60 做了一个上午实验,在球稳定安放的情况下,在球的底下,水平插入一块1MM的铝板,当超过中心点后,线圈发出500Hz的声音。-------目前在整个讨论中,老头的细致程度和经验让人敬佩,连线圈发出的500Hz声音也能准确分辩(听)出来,是个牛人)。



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某些技术狂人可能会在想……
用100MSPS的AD9283,后面接DSP,我就不信数字电路处理不了……

这个电路再次证明,数字电路不是万能的。

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老许不懂 100MSPS的AD9283,更不懂 DSP,也不是技术狂人,自叹技术比网友们落后十余年,但这种小玩意儿,仅用老掉牙的 51,AVR ,靠一点抄书的本事,也能搞出来。但是,设计这么精湛的模拟电路,多用一个零件显多,少用一个显少,老许的级别不知比原作者低多少倍,除了对原作者的尊重之外,别无选择。
 楼主| 发表于 2009-5-12 07:36:20 | 显示全部楼层
【83楼】 zjiafu
   我们通常说的电源纹波是50HZ的公频引起的,我发现的这个纹波是线圈驱动引起的,拨球时是有变化的,所以比较难发现,同时也没有想
到霍尔传感器的输出是如此之弱,如果要用单片控制,运放还是少不了的,而且我相信绝对没有这个样品稳定,在电路有一个与511欧电
阻串联的电容,我拆掉试过了,没有它,球会不停地左右振动,幅度很大,频率很高,用示波器观察,有了它,运放输出中的高频成份被放大了很多,正是 这些高频成份起到稳定作用,使球不振动,如果用单片机做控制系统,由于AD转换的速度,还有处理速度是不够的,不可能及时对这些高频信号采集和处理,达不到控制的目的,稳定性自然就差一点.

1. 请尽可能精确地测量线圈的电阻后,再想问题。如可能,测电感。你会有关于电源的结论的。
2. 如果说,系统是个PID的话,那511欧电阻就是D。它决定了响应的快速程度。
3. 关于MCU事,我还没有结论,还在思索中,不否定。

请关注, 老黄牛在【77楼】有一句话: “霍尔元件就是一个大反馈”
这句话的分量很重。大家不妨依此为题,来思索。
不过,我不礼貌地把它改成:“霍尔元件就是大反馈的一个重要部件”
 楼主| 发表于 2009-5-12 08:00:30 | 显示全部楼层
许老师来了,欢迎。
我本不愿意过多讲样机的缺点。
既然老许已经指明了,我也表个态:
“至少,我手上的样机,经常出现的振荡,是不正常的,是错误,是不允许的。”
发表于 2009-5-12 08:10:08 | 显示全部楼层
模电不好,不过也支持一个,哈哈
发表于 2009-5-12 08:16:35 | 显示全部楼层
这种振荡,在悬挂式的悬浮中是致命的。通过仔细调整电路参数是可以消除的,记得当时我做的就是经常产生振荡,但是人家的样品就不会。可惜了,找不到当时的那些实验的东西了,找到一定给大家上个图。
没有想到这多年了,老大突然对这个感兴趣,早知道就把那些东西好好留着了
发表于 2009-5-12 08:36:34 | 显示全部楼层
这种振荡是反馈系统中的不稳定.要调到稳定,需要修改电路元件的参数.并且要仔细分析它的传递函数.
 楼主| 发表于 2009-5-12 08:54:02 | 显示全部楼层
好一个“传递函数”,什么时候帖子上出现了三角函数,就又上了一个档次了。

我估计,现在可是98%的网友不解运放的基本概念。在工程师中的比例也不会低于60%。
发表于 2009-5-12 08:58:13 | 显示全部楼层
【80楼】 xuyiyi 许意义
    谢谢许工,我再好好想想,呵呵
 楼主| 发表于 2009-5-12 09:38:16 | 显示全部楼层
zjiafu 在吗?
发表于 2009-5-12 09:41:49 | 显示全部楼层
elder60
你有什么发现吗?

我在上班,不是很方便,回帖是有点慢的
 楼主| 发表于 2009-5-12 09:57:24 | 显示全部楼层
方便的话,下班后能做2件事。

1.可能精确地测量线圈的电阻

2.去掉300K,看反应。

我的样机不能工作了。麻烦。
发表于 2009-5-12 10:28:59 | 显示全部楼层
elder60
既然你的样机不能工作了,不如干脆把线圈拆了,测量下线径,数一下圈数,量量铁芯直径及长度,发上来让大家看看,这样不是更好吗?

比量阻值有意义多了.
发表于 2009-5-12 10:39:09 | 显示全部楼层
样品工作时,示波器显示两个220V电容连接处为6V,很稳定,用5mV档测量也没看到任何纹波.
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