Есть катушка без сердечника индуктивностью ~430мкГн, которая обычным полевиком переодически сажается на землю. Частота следования импульсов 500Гц, длительность импульса от 200мкс до 1.8мс. Пробовал гасить выброс примерно так же, как в обратноходах делается (модельку в Микрокапе гонял). Выброс гасится, но спад импульса затягивается, что есть очень плохо. Можно ли как-то прибить выброс, но не затягивать при этом фронты?

Насколько я понял, у Вас катушка для измерений.
Обычный диод или из серии Ultra Fast, включенный параллельно индуктивности не поможет?
Вариант закорачивать катушку после окончания импульса вторым полевиком на время "звона".

Собственно катушка как передающая, так и приёмная. Вся эта ерундовина применяется в импульсных металлодетекторах. Просто если импульс будет затянут, то не удастся поймать отклик цветных металлов. С черниной проблем никаких нету, т.к. обычное железо "звенит" гораздо дольше.

Нет, это "плохие" способы. Дело в том, что при фактической закоротке катушки, ток в ней спадать будет медленно, и процесс "разряда" сильно затянется.
Лучше всего, как мне кажется, использовать последовательную цепочку диод-стабилитрон, подключенную параллельно катушке. Такая цепочка обеспечит быстрый спад тока и минимизирует время "релаксации".
Диод нужно выбирать с минимальной барьерной ёмкостью и быстрым временем восстановления.
Если нужно прибить ещё и колебательный "хвост" после основного выброса, можно параллельно катушке подключить резистор подходящего номинала.
А какие параметры сигнала?

Попробуйте поставить параллельно катушке
один из ограничителей фирмы TRANSILS:
http://nukeuploads.com/download/1170263030...V1WL9JwPy/.html

Stanislav>Дело в том, что при фактической закоротке катушки, ток в ней спадать будет медленно, и процесс "разряда" сильно затянется.

ну я думаю, если закоротка возможна, то это наверное самый быстрый способ....ну не считая активной компенсации(противоток)

поправьте меня ....может я что не понял....

Stanislav, поясните, почему закоротка на короткое время после импульса плохой вариант?

Применение диода приведет к ограничению выброса ЭДС самоиндукции до уровня около 1 В (Из быстрых можно посмотреть, например, UF540х -75ns 3А). Если в системе с катушкой есть звон и затухающие колебания, то они продолжатся с уровня 1В до полного затухания.
Полевиком закорачиваем катушку (на несколько мкс?) после окончания импульса - за счет малого сопротивления ЭДС самоиндукции быстро погасится погасится до "0". IMHO поставить быстрый диод и параллельно закорачивающий полевик. После выключения полевика катушка без звона работат как приемная.

Подойдет ли резистор параллельно катушке? - после импульса этой же катушкой снимается полезный сигнал-отклик. Резистор хорошо уменьшит его амплитуду.

Цепочка диод+стабилитрон (+ конденсатор) как у обратноходовых требует хорошей настроки, чтобы "хвост" был минимальным. При изменении амплитуды импульса, цепочка потребует перестройки. Ограничение "звона" получается до 1В - ниже она не работает.

2 qyrator:
http://nukeuploads.com/download/1170263030...V1WL9JwPy/.html
Что-то не открывается.

2yura-rf согласен, но надо бы упомянуть еще и о паразитных параметрах
катушки ....
надо стремится к минимизации емкостей в этой цепи,
соответственно катушка с минимумом витков....мах толстым проводом для уменьшения послед. сопротивления...
надо следить и за свойствами материалов находящихся в непосредственной близостью с катушкой....
шунтирующие диоды не позволят увидеть отклик в непосредственной близости от фронта тока....(1V слишком большой остаток) ....поэтому оч. важны емкости(для уменьшения длительности перех. процесса)

Ёмкость катушки минимизируется специальной намоткой. Обычно с выбросами пытаются бороться простым резистором, параллельным катушке. Это полумера, конечно. На прилагаемом рисунке показана задержка Main sample delay, после которой и включается измерение принятого отклика. Битва как раз и идёт за уменьшение этого интервала.

2A.T.Tappman а каковы там времена (в секундах или часах.... ?

Природу не обманешь
Ток и напряжение на индуктивности связаны между собой:
U(t) = -L dI/dt

Из решения I(t) = I(0) - (1/L)∫U(τ)dτ
(интеграл берётся от 0 до t) неумолимо следует: хочешь быстрого спада или нарастания тока - увеличивай напряжение на индуктивности.
Минимальное время и максимальное напряжение на обратном ходе (при выключеном ключе) определяется переходным процессом в контуре из индуктивности и паразитных ёмкостей самой катушки, ключа, диода и пр.

Впрочем для металлоискателя возможен и другой подход - не пытаться резко уменьшить ток в катушке, а наоборот - после как можно более быстрого нарастания тока замкнуть её накоротко, ток при этом будет спадать очень медленно, а отклик от "железки" будет в виде изменений этого тока.

exSSerge>ток при этом будет спадать очень медленно,

это вы про сверхроводящий индуктивный накопитель????

Та-ак, братцы, придётся вспоминать физику.
Для начала, рассмотрим уравнение:
E = -L(dI/dt),
где E - э.д.с., действующая в контуре, L - индуктивность, I - ток в контуре, t - время.
Для начала, положим активное сопротивление контура (катушки и подводящих проводов) равным 0:
R = 0.
Тогда скорость изменения тока в катушке после размыкания питающего ключа будет:
dI/dt = -E/L.
Взяв в качестве E = Ед - напряжение на открытом диоде, равное 1В, получим
dI/dt = -1/L (А/с).
Включив последовательно с ним стабилитрон, скажем, на 9В, будем иметь
dI/dt = -10/L (А/с), т.е., в 10 раз бОльшую скорость спада тока через катушку.
Предлагаю также рассмотреть случай закоротки идеальной катушки с током идеальным ключом. Случай вовсе не фантастический, если вспомнить о существовании явления сверхпроводимости.
Теперь предположим, что в контуре присутствует не равное 0 сопротивление:
R = Rк+Rпр+Rкл - суммарное активное сопротивление катушки, подводящих проводов и ключа соответственно.
Тогда, в случае ключа на полевике, получим:
dI/dt = -R*I / L.
Предлагаю самостоятельно решить данное дифф. уравнение, положив нач. значение I=Iн, не равное 0, и выяснить, почему постоянная времени RL-цепи определяется, как L/R.
Если взять в качестве ключа источник напряжения (диод, или цепочку диод-стабилитрон), формУла примет вид:
dI/dt = -(E+R*I) / L.
нетрудно убедиться, что спад тока до 0 при бОльшем напряжении источника происходит также значительно быстрее. Это понятно даже интуитивно.

ЗЫ. Пока писАл - опередили.

el34, времена в задающем генераторе следующие:
[b]The frequency range for this design is
900Hz to 2300Hz, and the pulse width
can be adjusted from 10µs to 75µs.[b]

Вроде бы была статейка про имитатор ядерного взрыва, вернее электромагнитного выброса при ядерном взрыве. Так там тоже индуктивность замыкали накоротко.

Идея интересная, в принципе. Но реальное воплощение в "железе" зело сложным выйдет.

спорить не буду, особенно с человеком который "знает ноты"
я дифуры в последний раз решал лет эдак 35 назад...
только в Ваших рассуждениях ни слова о емкостях...которые при таком включении будут аккомуляторами энергии ....а нам нужно ее максимально быстро превратить в тепло....и получим мы ограниченный по амплитуде колебательный процесс....кот затухает долше, чем если мы весь ток пустим на излучение и тепло (при коротком замыкании)....наверно это не всегда верно ....но интуитивно ме видится так....хотя....

A.T.Tappman>Идея интересная, в принципе. Но реальное воплощение в "железе" зело сложным выйдет.

а в чем сложность?

Вот, набросал эскиз схемы быстрого гашения тока в катушке и напряжения на ней, как мне кажется, удачный :
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Здесь предусмотрен также быстрый разряд паразитной ёмкости контура (показана красным).
Для этих целей служат резисторы R1 и R2. R1 имеет сравнительно небольшое сопротивление, и нужен для быстрого разряда ёмкости катушки до напряжения отпирания диода. R2 имеет бОльший номинал, и служит для её окончательного разряда (для того, чтобы диод не ограничивал сигнал).
Если есть вопросы - задавайте.

похоже я переутомился разбираясь с дифурами...
но мне не совсем понятна фраза:
Stanislav>R1 имеет небольшое сопротивление, и нужен для быстрого разряда ёмкости катушки до напряжения отпирания диода....
это по какой цепи и в какой момент....
сначала имеем (после размыкания ключа) заряженную идуктивность и емкость (минус снизу)...
а дальше? как R1 разряжает C(емкость катушки)?

Можно, наверное, и так попробовать.
Только малое изменение тока, скорее всего, зафиксировать будет довольно трудно. Кроме того, возможны паразитные колебания тока в контуре - хрен редьки не слаще.

После размыкания ключа на нижнем выводе катушки будет "плюс" (через некоторое малое время, ессно). Напряжение на нём относительно "земли" будет равно
Uк=Uп+Uд+Uст,
где Uк, Uп, Uд, Uст - напряжения на нижнем выводе, питания, на диоде и на стабилитроне соответственно.
Здесь предполагается, что начальный ток I0 через катушку достаточно велик, и напряжение "выброса" ограничивается цепью диод-стабилитрон. Основная энергия выброса уходит в нагрев этой цепи, и только относительно небольшая мощность выделяется на резисторах.
Далее, когда ток через катушку падает меньше значения
I1 = (Uд+Uст)/R1 + (Uп+Uд+Uст)/R2, стабилитрон перестаёт проводить ток (пока что пренебрежём его ёмкостью, её легко "побороть", напишу об этом позже), и начинается процесс разряда паразитной ёмкости. Номиналы резисторов должны быть выбраны так, чтобы этот процесс был апериодическим.
При достижении нижним выводом катушки потенциала Uп+Uд, происходит запирание диода, и после этого доразряд идёт только через резистор R2.
Простите, точные выкладки делать сейчас уже нет времени, да и параметры цепи (индуктивность, паразитные ёмкости) неизвестны, поэтому, если интересно, постараюсь дописать завтра.

Stanislav>"Плюс" после размыкания ключа будет на нижнем выводе катушки.

ну это конечно ... но без изображенной на схеме емкости!!!

Stanislav>и начинается процесс разряда паразитной ёмкости
ну наконец....
дык ведь емкость подключена параллельно индуктивности....
и она была заряжена? так? заряжена до напряжения питания?....на нижнем конце ее что?
так что не совсем ясно... туплю? да?

Закон сохранения энергии отменить, к сожалению, не могут даже на Электрониксе .

"Площадь" (интеграл по времени) импульса самоиндукции при прочих равных условиях есть величина постоянная. Или короче во времени, но больше по амплитуде, или меньше по амплитуде, но растянутый во времени.

>есть величина постоянная.
конечно.....
а у нас система индуктивность + емкость....вот их и надо как можно быстрее разрядить...(в тепло или излучить)

Ёмкость там паразитная, вклад её незначителен. Основная энергия запасена в магнитном поле катушки. И никакие шунты, супрессоры, ключи и т.п. не помогут, т.к. энергия сначала должна превратиться из энергии магнитного поля в электрическую, а уже потом её можно "превращать в тепло или излучать" .

>Ёмкость там паразитная, вклад её незначителен. Основная энергия запасена в магнитном поле катушки

конечно, конечно....
только наличае емкости смутило некоторые умы и появились всякие snubber цепи...

Получается, на выброс можно внимания и не обращать? Пущай себе стреляет?

2A.T.Tappman может попробовать такой вариант
+питание - источник тока(может быть выключаемый)-катушка на общий
с параллельно включенным ей низкоомным полевиком....
закрытый полевик - в катушку ток ....
полевик быстро открываем и начинаем мерять ток в катушке при этом для кпд прикрываем источник тока (но для начала не обязательно)....

Ток в катушке при размыкании ключа будет велик, а паразитные ёмкости малы - поэтому нарастание напряжения будет очень быстрым. Для защиты ключа от пробоя ставится примерно такая цепь, как я нарисовал, причём чем выше напряжение фиксации выброса, тем быстрее будет спадать ток катушки. Если бы не было резисторов, ток в катушке упал бы до нуля, а потом начала бы разряжаться через неё паразитная ёмкость, порождая колебания.
Резисторы нужны для того, чтобы внести затухание в колебательный процесс и понизить добротность эквивалентного контура (в идеале, меньше 0,71) для скорейшего затухания колебаний.
Кстати, R2 можно включить и параллельно катушке, если критично потребление тока.

Stanislav>поэтому нарастание напряжения будет очень быстрым

конечно, согласен!

Stanislav, Вы перед этим, привели дифуры....и там не бывает быстро-не быстро....там только "сколько , когда ......"!

ну а если бистр'о или "очень быстро", ну и тп.... тогда да!...согласен...

максимально понизить добротность можно коротнув _весь_ контур imho

если был занудлив,
простите великодушно.....

Почему ?

Речь о том, что не удастся установить на плате некую "волшебную деталь", которая поглотит энергию из катушки и не затянет импульс. Природу не обманешь...



Кстати, при таких параметрах и длительностях напряжение импульса самоиндукции (при критически задемпфированной катушке) составит киловольт и более, от "любимого" IRF740 останется только мокрое место (и по току, и по напряжению). Да и "в поле" придётся ходить с автомобильным аккумулятором.

Продолжаем вспоминать



Не совсем понятно, можно ли приравнивать напряжение на диоде 1В (стабилитроне 10В) к ЭДС самоиндукции. dI/dt зависит от величиы тока в данный момент времени. Из формулы dI/dt=-U/L следует, что скорость dI/dt - постоянная =-10/L.

Также из этого следует, что взять стабилитрон на 100В (и больше) скорость спада тока возрастет еще в 10раз. В пределе можно получить, что стабилитроном будет искровой промежуток, пока где-нибудь в схеме что-нибудь не пробъется.

Реально есть еще встроенный в полевик (основной, которым формируется импульс на катушке) диод, и ЭДС самоиндукции замыкается через диод и источник питания.
При уменьшении напряжения на цепи диод-стабилитрон ниже Uст. цепочка выключается, а переходные процессы, "звон" продолжаются.



Есть встречное предложение
Посмотреть на задачу через энергию поля в катушке. Сила тока в катушке в импульсе Iо. После импульса в катушке запасена энергия W0=L*I0*I0/2. Ее нужно как можно быстрее превратить в тепло, чтобы убрать звоны в катушке и наблюдать информативные сигналы ближе к окончанию импульса.

Замыкаем катушку на резистор R.
На сопротивлении выделяется мощность: P(t)=I(t)*I(t)*R.
Из E=-L*dI/dt. -> R*I=-L*dI/dt. -> I=Io*exp(-R*t/L).
P(t)=R*Io*Io*exp(-2*R*t/L). W=integral(P, dt).

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

моделируем схему:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Последовательно: нет диода, 1 диод, диод+стабилитрон на 10В.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

уф-ф-ф-ф-ф
Зато есть поле для критики

Стабилитрон-то не симметричный, почему
кверху попенсом стоит в модельке?

Параметры взял от последнего Голдскана.
Моделирование, кстати, у меня примерно те же результаты дало. Вот только не во всей полосе работает.

А это как? Что значит "приравнять", и с помощью какого опыта Вы сможете отличить ЭДС самоиндукции от любой другой ЭДС.
А это ещё почему? В замкнутой сверхпроводящей катушке, например, совсем не зависит.
Истинно так, и она определяется суммарной ЭДС, действующей в контуре. Пока напряжение выброса зафиксировано поглощающей цепью диод-стабилитрон, т.е. ЭДС можно считать постоянной, скорость спада тока будет также величиной постоянной.
ЭДС, выделяющуюся на активном сопротивлении проводов, а также потери энергии на излучение здесь, ессно, не учитываем.

Искровой промежуток не годится - неподходящий характер проводимости.

Простите, о каком диоде речь?
Для того параллельно стабилитрону и поставлен резистор, чтобы "звона" не было.


И каким же образом Вы её замыкаете? То есть, чем? Особенно "без диода"...

Да, стабилитрончик-то переверните. А то нехорошо как-то: вроде, есть, а работает простым диодом...
И масштабные единицы на графиках не мешало бы привести.
Вдогонку: графики, показывающие выделение энергии на резисторе, абсолютно не верны. Похоже, Вы перепутали 10 Ом и 1 Ом.

Чем не устраивают параметры импульса?:


P.S. Диодик, в реальной схемке, нужно
конечно заменить , например на MUR405.
Тот, что в модельке-сдохнет.

Есть такой момент, просмотрел.
Правильно включенный стабилитрон (анодом на + питания):
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
длительность импульса = 10мкс, период повторения =100мкс.



Просьба: пожалуйста, промоделируйте схему без стабилитрона (только диод). Интересно посмотреть на графики.

По реальной схемке лучше обратиться к уважаемому A.T.Tappman - собранная схема под рукой, посмотреть реальным осциллографом оба варианта.

Что за модель? Я в страшном нихтферштейне... Почему амплитуда "звона" от импульса к импульсу различается?
В чём причина нестационарности?

Точно не скажу , похоже на алиасинг, когда мало точек.
Выскакивает раз за 4-7 периодов.

Попробуйте всё же помоделять с лучшим временнЫм разрешением, а потом подключите параллельно стабилитрону резистор. Параметры паразитной ёмкости не приведены, поэтому, номинал его с ходу сказать не могу - подберите сами по минимальному "звону".

Да, ЭДС она и в Африке ЭДС
В замкнутой сверхпроводящей катушке нет потерь, энергия никуда не уходит dI/dt=0, здесь есть активное сопротивление. Если заменить ЭДС самоиндукции на выражение с током Е=I*R -> dI/dt=-R*I/L - зависимость от тока.


Встроенный диод сток-исток полевика "накачки" импульсов.
Да, насчет этого диода я не прав, он не участвует в процессе гашения ЭДС самоиндукции.


Сопротивление резистора должно быть достаточно малым, чтобы в катушке спад тока был апериодический. Резистор с малым сопротивлением уменьшит амплитуду отклика приемного сигнала.


Это относится к замыканию вторым полевиком катушки после основного импульса, R- ативное сопротивление катушки.

Простите, но в данном вопросе мы говорили именно о катушке без потерь.

Не так. Сопротивление должно быть достаточно большим, чтобы обеспечить быстрый спад тока в катушке, и достаточно малым, чтобы предотвратить возникновение паразитных колебаний.
Кроме того, Вы, вероятно, не заметили, что резистор R1 выключается из цепи после спада напряжения на катушке.

Понятно, но ни на каких схемах это не отображено.
Действительно, подавление переходных процессов с помощью активных коммутируемых элементов может быть достаточно эффективным, но и сложным в исполнении. Я бы не стал рекомендовать крючить подобные устройства.
Кроме того, я считаю, что если принимается, вообще говоря, неизвестный сигнал, резонансы в приёмной системе должны быть устранены, что подразумевает демпфирование колебательной системы в идеале к добротности 0,6-0,71 (достигается резистором, включенным в параллель к катушке).
Вообще-то, тема созрела для того, чтобы автор опубликовал описание принципа работы устройства.

При "0" сопротивлении нужно говорить о бесконечно больших токах
При моделировании учитывалось сопротивление катушки =1Ом (с потолка), можно взять 0,1Ом.


Схемы не рисовал, описал в сообщении 2 (и 7).


Такой подход иногда применяется при эхо-локайии с ультразвуком. Пьезик после импульса коротят на короткое время, чтобы погасит "звон".

По графику W(t) Вы правы - переставить подписи 1Ом и 10Ом. Получается быстрее гасится с большим резистором.
В чем лабуда не пойму, но не полностью уверен, что со стабилитроном быстрее погасится "звон". Да и моделирование (даже простое) че-то показывает. НУжно все это смотреть с паяльником и осциллографом.



Демпфирование под вопросом. С ультразвуком: подаем П-импульс, эхо получаем похожим на импульс sinX/X. Эти эхо следуют с равным шагом и убывающей амплитудой в макисмуме. Может здесь похожая ситуация?


Поддерживаю

Вот кривули с диодом MUR450

Обсуждение элементарного технического решения выросло до
размеров диссера. Яркий пример того, как из мухи выдувается слон.

А-ууу. Положите сопротивление равным 0. Гарантирую, что бесконечных токов не будет, ежли Вы соизволите подключть к контуру хоть что-нить поглощающее.
Простите, но курс электродинамики всё же неплохо было бы освежить в памяти...

Ага. А потом он начнёт звенеть на любой пук.

"Исполать тебе, добрый мОлодец" ©



Не знаю... Автор что-то темнит. Не иначе, как в чёрные следопыты решил податься...

Таки да. Погонял всякоразные модели и к эттому пришёл. Остаётся искать компромисс между амплитудой выброса и более-менее приемлимой "затяжкой".
Stanislav, не пойду я в следопыты. У нас за это по башке можно получить от правоохранителей. Сначала надают, а потом разбираться будут, следопыт ты или нет. Я из спортивного интереса, дальше огорода ни ногой.

В Новгородской области - да... Достаточно вспомнить, например, события в урочище Старухино... Ну да к Электрониксу это никакого отношения не имеет .