De synthforum analoge computer (modular)!

[Disharmonic]

Ziet er al beter uit, maar waar zit de "bad connection"?

Plaats de code even, dan kunnen we het ook proberen.

 

[ProgHead]

Ja helaas - ik zie net dat ik vergeten ben het verbeterde circuit te exporteren...

Verder vraag ik mij af of de toppen van de dalparabolen wel goed rond worden als je de drempelspanning van de diodes op nul instelt...

 

[ProgHead]

$ 1 0.000005 12.050203812241895 66 5 50 5e-11
a 0 176 96 176 8 15 -15 1000000 0.00006689694644440321 0 100000
r 0 112 96 112 0 10000
w 0 112 0 160 0
w 96 112 96 176 0
d -80 160 0 160 2 1N4004
w -80 240 0 240 0
w 0 192 0 240 0
g 0 240 0 272 0 0
g 288 240 288 272 0 0
w 288 192 288 240 0
w 384 112 384 176 0
w 288 112 288 160 0
r 288 112 384 112 0 10000
a 288 176 384 176 8 15 -15 1000000 1.8799246978364658e-9 0 100000
r 160 160 224 160 0 10000
w 160 160 96 160 0
w 224 160 288 160 0
d 160 64 80 64 2 1N4004
w 80 64 -80 64 0
w -80 64 -80 160 0
v -80 192 -80 208 0 3 10 1 0 0 0.5
w -80 160 -80 192 0
w -80 208 -80 240 0
r 448 176 448 240 0 1000
w 384 176 448 176 0
g 448 240 448 272 0 0
w 160 64 288 64 0
w 288 64 288 112 0
o 20 64 0 4099 5 0.00625 0 2 20 3

Daar is die weer.

 

[Disharmonic]

Heb het zo gedaan:

$ 1 0.000005 7.619785657297057 50 5 50 5e-11
a 128 224 192 224 8 15 -15 1000000 -1.2753287669091401e-8 0 100000
w 192 224 208 224 0
a 336 240 448 240 8 15 -15 1000000 -3.7048397238801106e-8 0 100000
r 336 176 448 176 0 10000
w 336 224 336 176 0
w 336 176 336 144 0
d 336 144 272 144 2 default
w 128 208 112 208 0
d 64 208 112 208 2 default
r 112 176 208 176 0 10000
w 112 176 112 208 0
w 208 176 208 224 0
w 448 176 448 240 0
r 448 240 448 304 0 10000
w 128 240 112 240 0
g 336 256 336 288 0 0
g 112 240 112 272 0 0
g 448 304 448 320 0 0
w 272 144 64 144 0
w 64 144 64 208 0
r 336 224 256 224 0 10000
w 208 224 256 224 0
v 64 208 16 208 0 3 1 0.5 0 0 0.5
g 16 208 16 240 0 0
o 22 64 0 4102 0.15625 0.1 0 2 22 3
o 13 64 0 4102 0.01953125 0.1 1 2 13 3

Als ik op langzame simulatiesnelheid het bekijk, dan ziet het dal er best mooi rond uit.

 

[ProgHead]

Ik vertrouw het nog steeds niet. Er is naar mijn gevoel een veel te groot plat stuk onderaan. Ter vergelijking een echte parabool ( [imath] y = 0,016 \cdot x^2 [/imath]) en de boog van de simulatie:

 

[Disharmonic]

Heb even snel de waarden van de generator versus de uitgang bekeken, dan zie ik dit:

470 uV - 142nV

1.1mV - 790nV

1.75mV - 2uV

4.95mV -15.7uV

Neem bv. de eerste twee waarden: (1100/470)^2 = 5.478. En 5.478*142 nV = 778nV, de simulatie geeft 790 nV. Het verschil is niet groot.

 

[ProgHead]

Een belangrijke formule voor de analyse van het gedrag van diodes staat hier: Semiconductor Electronics/Diode/Diode Maths - Wikibooks, open books for an open world

Verder is naar ik net lees een realistische simulatie van diodes nu ook in de meest recente versie van SimulIDE mogelijk: Diode with exponential characteristic?

 

[Grumble]

De bad connection zit op het rode puntje bij de uitgang van de 1e opamp.
Je moet dan twee draden trekken en op de verbinding van die twee draden kan je een aftakking maken met bv een weerstand oid.
Je kan niet een verbinding leggen halverwege een draad.

 

[Disharmonic]

Een belangrijke formule voor de analyse van het gedrag van diodes staat hier: Semiconductor Electronics/Diode/Diode Maths - Wikibooks, open books for an open world

Verder is naar ik net lees een realistische simulatie van diodes nu ook in de meest recente versie van SimulIDE mogelijk: Diode with exponential characteristic?

Maar vergeet niet dat uiteindelijk in de praktijk moet blijken of een schakeling voor een doel geschikt is, of niet. Omstandigheden van de omgeving waarin je het gaat gebruiken laten zich niet zo gemakkelijk simuleren, ook al is het mechanisme wat er gaande is stevig verankerd in de theorie. Met name de invloed van temperatuur, dat is altijd wat lastig. Als daardoor grote schommelingen te zien zijn in het gedrag moet je soms bv. een "oven" gebruiken om het te stabiliseren. Maar goed, tot nu toe zijn de voorgestelde schakelingen nog niet zo ingewikkeld, die laten zich vrij gemakkelijk op een breadboard zetten en dan krijgen we tenminste een beeld van hoe het in werkelijkheid werkt.

 

[ProgHead]

Heb even snel de waarden van de generator versus de uitgang bekeken, dan zie ik dit:

470 uV - 142nV

1.1mV - 790nV

1.75mV - 2uV

4.95mV -15.7uV

Neem bv. de eerste twee waarden: (1100/470)^2 = 5.478. En 5.478*142 nV = 778nV, de simulatie geeft 790 nV. Het verschil is niet groot.

Als de schakeling het kwadraat neemt zou moeten gelden: [imath] \mathrm{U}_{out} = \frac{1}{\mathrm{U}_0} \cdot ( \mathrm{U}_{in} )^2 [/imath] voor een zekere constante [imath] \mathrm{U}_0 [/imath]. Dus zou moeten gelden: [imath] \mathrm{U}_0 = \frac{ ( \mathrm{U}_{in} )^2 }{ \mathrm{U}_{out} } [/imath] .

470 uV - 142nV geeft: U0 = 1,56 V

1.1mV - 790nV geeft: U0 = 1,53 V

1.75mV - 2uV geeft: U0 = 1,53 V

4.95mV -15.7uV geeft: U0 = 1,56 V

En dat is verbazend goed. Maar je hebt daarbij maar een klein gedeelte van het bereik bekeken...

 

[Disharmonic]

Maar je hebt daarbij maar een klein gedeelte van het bereik bekeken...

Ja, alleen vanaf nul. Moest ook snel, werd toen geroepen voor de .

 

[Disharmonic]

Nog wat verderop:

25.43mV - 423uV

50.39mV - 1.76mV

99.04mV - 8.45mV

200.8mV - 79.8mV

299.9mV - 562.3mV

399.2mV - 3.844V (!)

De factoren volgens jouw berekening: 1,53 - 1,44 - 1,16 - 0,51 - 0,16 - 0,04 ...
Het verband dat je ziet vanaf nul gaat bij een ingangsspanning van ca. 35 - 40mV verloren, zo lijkt het.

 

[ProgHead]

Ja - daar gaat het mis. Dat het rond nul zo goed past is dan te begrijpen vanuit de osculatiecirkel die de kromme aan de (neerwaartse) top raakt. Osculatiecirkels geven namelijk ook een bijzonder goede benadering voor parabolen rond hun top. Het gevolg is dat de gesimuleerde kromme rond de (neerwaartse) top dan ook weer heel goed benaderd kan worden door een parabool. Maar die redenering geldt dus alleen maar in de directe omgeving van de top.

 

[ProgHead]

Dit ziet er wat de vorm van het uitgangssignaal betreft beter uit:

$ 1 0.000005 337.78679316735355 50 5 50 5e-11
a 128 224 192 224 8 15 -15 1000000 -3.2645889357967872e-9 0 100000
w 192 224 208 224 0
a 336 240 448 240 8 15 -15 1000000 -0.000006955366163570015 0 100000
r 336 176 448 176 0 100000000
w 336 224 336 176 0
w 336 176 336 144 0
d 336 144 272 144 2 default
w 128 208 112 208 0
d 64 208 112 208 2 default
r 112 176 208 176 0 10000
w 112 176 112 208 0
w 208 176 208 224 0
w 448 176 448 240 0
r 448 240 448 304 0 10000
w 128 240 112 240 0
g 336 256 336 288 0 0
g 112 240 112 272 0 0
g 448 304 448 320 0 0
w 272 144 64 144 0
w 64 144 64 208 0
r 336 224 256 224 0 10000
w 208 224 256 224 0
v -16 208 -64 208 0 3 2 5 0 0 0.5
g -64 208 -64 240 0 0
r 0 208 48 208 0 1000
r 48 224 48 272 0 5
w 48 208 64 208 0
w 0 208 -16 208 0
w 48 224 48 208 0
g 48 304 48 320 0 0
w 48 272 48 304 0
o 13 64 0 4102 5 0.1 0 2 13 3

Ik heb de schakeling wat aangepast zodat alleen het redelijk nauwkeurige deel rond de toppen wordt gebruikt. Maar ik heb nog niets gemeten en nagerekend. Morgen zien we wel weer...

 

[Disharmonic]

Weer in en uit, plus jouw berekende factor:

4.6mV 105nV 201

17.4mV 105nV 2883

30.2mV 1.45uV 629

43mV 2.94uV 629

107mV 18.2uV 629.1

222mV 78.2uV 630.2

504mV 382uV 665

990mV 1.51mV 649.1

2.00V 6.37mV 627.9

3.00V 14.4mV 625

4.01V 25.8mV 623.3

4.99V 40.2mV 619.4

Ziet er goed uit, behalve onderaan de curve vanaf nul.

 

[ProgHead]

Daar bij de neerwaartse top zou het juist het nauwkeurigst moeten zijn, dus ik vermoed dat de fouten daar een digitaal artefact zijn.

 

[Disharmonic]

Er zijn trouwens leveranciers die nee verkopen als je vraagt om een 100M weerstand... Afhankelijk van de bandbreedte dat het zou moeten werken ruist het ook wel wat. Het lijkt me in de praktijk ook niet de meest stabiele schakeling, maar als theoretische oefening is het wel leuk.

 

[ProgHead]

Als je er nog een extra OpAmp achter hangt is die 100 M weerstand niet nodig. De praktijk is niet mijn sterkste kant, dus ik ben benieuwd of anderen met gouden handjes een dergelijke schakeling eens met echte componenten willen uitproberen. Als dat redelijk werkt (een fout van maximaal 5 % acht ik acceptabel) dan vind ik zo'n module die enkel maar kwadrateert op zich al de moeite waard, nog los van een eventuele toepassing binnen een analoge multiplier.

 

[Grumble]

wat leesvoer over multipliers…

 

[Disharmonic]

Het nut van zo'n module om te kwadrateren er zeker, zou leuk zijn als het te realiseren is met een schakeling die niet zoveel uitgebreider is dan de huidige. Huishoudelijke mededeling: moet eerst hier een tafel ontruimen, dan kunnen m'n eletronicaspullen er staan die nu nog op zolder liggen. Beetje ruimtegebrek...