Analog roten ur (medels OTA)

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Användarvisningsbild
swesysmgr
Inlägg: 14127
Blev medlem: 28 mars 2009, 06:56:43
Ort: Göteborg

Re: Analog roten ur (medels OTA)

Inlägg av swesysmgr »

Användarvisningsbild
HUGGBÄVERN
Tidigare soundbrigade
Inlägg: 32627
Blev medlem: 23 augusti 2006, 22:44:11
Ort: Lilla Paris
Kontakt:

Re: Analog roten ur (medels OTA)

Inlägg av HUGGBÄVERN »

Du har fortfarande inte hittat Google-knappen?! :wink:

Medels - medelst, genom, med hjälp av, förmedelst, via, förmedels. Fast man brukar skriva medelst.

OTA - operational transconductance amplifier, vilket är en operationsförstärkare där du kan strömstyra utgången separat. Alltså Iabc i bilden nedan.
ota.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Analog roten ur (medels OTA)

Inlägg av Spisblinkaren »

säter skrev: 11 januari 2021, 16:42:00 Vad betyder "medels OTA"?
Det är bara ett förslag på en kretstyp som kan lösa kvadreringen.

Kretsen jag tänkt nyttja, och har numera ett 20-tal av, heter LM13700.

Det är en Output Transconductance Amplifier (OTA) som i princip innebär att den bara jobbar med strömmar men en spänning in kan också ge en ström ut (gm).

Jag vill tillägga för alla Er andra som så trevligt svarat i tråden att JAG har inte kommit på den krets jag visar, det har Walter G. Jung gjort som jag har ett par böcker av.

Det roliga var att jag, lite smått förtvivlat, sökte efter hur man kunde dra roten ur (i samband med mitt RMS-projekt) samtidigt som jag bara hade läst i mina böcker att man kunde bygga analoga multiplikatorer.

När jag bläddrade lite till sprang jag således på den krets jag bara kopierat ovan.

Men gissa om jag först inte förstod den :D

Fast ni ser av ovanstående beräkningar att nu förstår jag den :)

MVH/Roger
PS
En liten notering jag gör är att det går aldrig nån ström till jord på ingången av ovanstående opamp, strömmen går rätt igenom opampen MEN iom att minus är virtuellt förbunden till jord så måste utgången gå negativt, återförd spänning (beta) är således lika med resistanskvoten. Bara lite basal opamp-kunskap som jag faktiskt inte är så bekväm med även om det blivit bättre på äldre dar :)
rikkitikkitavi
Inlägg: 14822
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: Analog roten ur (medels OTA)

Inlägg av rikkitikkitavi »

WhyNotOnMars skrev: 11 januari 2021, 15:55:43 När jag funderar ännu mer på det här så tror jag det måste vara

\(Uo=\sqrt{-Uin}\)

den räknar ut, eller hur? Om den räknade ut

\(Uo=\sqrt{Uin}\)

skulle vi få en positiv feedback på OpAmpen om jag tänker rätt.

Dessutom tror jag den både är känslig för initialtillståndet och att man inte kommer för nära Uin = 0 V.

Om vi matar in Uin nära 0 V (säg -0.001 V) kan lite brus göra att man hamnar strax över 0 V. Då blir U- lite positiv, vilket får till följd av att Uo blir lite negativ, vilket gör U0^2 lite positiv, vilket ytterligare ökar på U- osv. Dvs positiv feedback igen.

Om man åas börjar med ett initialtillstånd där OpAmpen får för sig att mata ut ett negativt värde på Uo. Då får vi igen positiv feedback iom att Uo^2 blir positiv vilket ökar på U- vilket i sin tur minskar Uo osv. Jag gissar att det här kommer från lösningen

\(Uo=-\sqrt{-Uin}\)

som Klas-Kenny kom på.

Så det gäller tydligen att vara försiktig med såna här analoga "computers" också, det är inte bara datorprogram som kan ha buggar :)
När jag läste och labbade med detta enligt databladen för gamla kända multiplikatorkretsar , bla AD534 hade de en diod på utgången i feebacken som en latch up prevention. Antar dess sfte var precis det att sätta intialttillståndet rätt.
Användarvisningsbild
AndLi
Inlägg: 17044
Blev medlem: 11 februari 2004, 18:17:59
Ort: Knivsta
Kontakt:

Re: Analog roten ur (medels OTA)

Inlägg av AndLi »

>bla AD534 hade de en diod på utgången i feebacken som en latch up prevention.
Men vadå? Vi har ju lärt oss att analoga kretsar inte kan hänga sig utan alltid är bombsäkra? Varför behöver man sådana här skydd då?
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Analog roten ur (medels OTA)

Inlägg av Spisblinkaren »

E Kafeman skrev: 11 januari 2021, 11:37:51 Ska man göra några enklare analoga kvadrerings-beräkningar så är det nog AD633 som är dominerande i dag.
Kretsen ger hög precision, varje chip är individuellt laser-trimmat.
Det går göra multiplikatorer baserat på diod-återkoppling eller genom att använda mosfet som variabel resistor men resultatet är begränsat, kan duga vid t.ex. audio-modulering.
En alternativ multiplikator som man kan bygga själv är denna:
multiplicator.png
Vx och Vy multipliceras och resultatet fås på Vo.
Koppla samman Vx & Vy och signalerna kvadreras i realtid. En enklare MCU är nästan lika snabb men för större beräkningar kan analogimaskinen ha stora fördelar och med resultat i realtid.
Lägg kretsen som återkoppling på en OP och man får invers kvadrat men detta är bara en ytterst blek början på vad en analogi-maskin brukar vara.
Programmeringen är långt från enkel utan man brukar rita speciella flödesdiagram på papper där funktions-blocken finns förtryckta med kopplingspunkterna på rätt ställe så man enklare kunde se hur man skulle koppla.
Ett typiskt beräkningsintensivt område, innan kapabla digital datorer fanns, var att beräkna hur luft uppför sej runt flygplan. Det lär ha funnits enorma uppkopplingar.
Detta är en analog dator, inte en televäxel:
ana_comp.jpg
Här kan man se hur en klassisk beräknings-formel implementeras (Joukowsky transform) och notera att man får en grafisk visulaisering även av flygplansvingen som utsignal på vektorskopet.
Det är på tyska men det mesta är nog förståeligt ändå, alternativt hoppa till slutet för att se utresultatet:
AD633 har jag inte hört talas om men bra tips.

Walter G. Jung nämner i sin bok "IC Opamp Cookbook" från 1988 tre analoga multiplikatorer och de han nämner är MC1495, AD532 och AD534.

Han visar också schemat på MC-kretsen och jag har bängstirrat för att försöka förstå hur den fungerar.

Fattar egentligen inte alls hur det kan bli nån multiplikation.

Det jag fattar är att diffparet (Ib) typ fungerar som bommar för den gemensamma strömgeneratorn i emitterkretsen (Iabc).

På det sättet kan man tänka sig att om diffparet inte får nån basström (Ib) ja då blir strömmen noll genom difftrissorna (naturligtvis) och det spelar ingen roll hur mycke strömgeneratorn i emitterkretsen knuffar på.

Bommen är stängd alltså och vi har 0mA Ic.

När bommen öppnas har vi först hfe*Ib som Ic men sen har vi också Iabc som Ic, fast varför blir detta en multiplikation? :humm:

Jag ser det mest som att hfe*Ib adderas till Iabc och inte att det blir en multiplikation (även om Is=0 ger det).

Bifogar två bilder från min bok samt länk till LM13700 datablad.

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm137 ... e.com%252F

MVH/Roger
PS
Välkommen tillbaks i mina trådar.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
HUGGBÄVERN
Tidigare soundbrigade
Inlägg: 32627
Blev medlem: 23 augusti 2006, 22:44:11
Ort: Lilla Paris
Kontakt:

Re: Analog roten ur (medels OTA)

Inlägg av HUGGBÄVERN »

Du får allt börja jobba med analogsyntar så lär du ALLT om udda analogkretsar. Jag har nog sett de flesta multiplikatorkretsar och deras släktingar. Jag har nog ett flertal av dem i lager "i händelse att".
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Analog roten ur (medels OTA)

Inlägg av Spisblinkaren »

WhyNotOnMars skrev: 10 januari 2021, 22:32:54 När jag tittar på bilden känns det inte helt rätt. Om Uin är t ex 4 V så skulle ju spänningsfallet över R1 vara 4 V eftersom negativa ingången till op-ampen är 0 V, och då skulle utgången från "huset" (multiplikatorn) vara -4 V, inte sant? Så det kanske kan funka om huset matar ut -x*y istället för x*y?

Hela anledningen att jag började tänka på det här var för att jag funderade på vad som skulle hända om jag använde kretsen för att beräkna roten ur -4 Volt, då hade man förhoppningsvis iaf fått en skön krasch på mikroprocessorn istället för skräpdata, och jag föredrar alltid att saker går sönder hårt istället för att mata ut massa skräp :)
Jag kan eventuellt ha ett bra svar på den här "kritiken"

Kvadreraren är en multiplikator med två ingångar (x och y säger vi), vad händer om BÅDA ingångar är negativa respektive om BÅDA ingångar är positiva?

Inte ett skit teckenmässigt :)

Jag är inte säker på att jag har rätt så jag tar gärna emot mer kritik :)

MVH/Roger
WhyNotOnMars
Inlägg: 120
Blev medlem: 24 december 2015, 11:35:17

Re: Analog roten ur (medels OTA)

Inlägg av WhyNotOnMars »

rogerk8 skrev: 12 januari 2021, 00:15:27 Kvadreraren är en multiplikator med två ingångar (x och y säger vi), vad händer om BÅDA ingångar är negativa respektive om BÅDA ingångar är positiva?

Inte ett skit teckenmässigt :)
Det är gott och väl, men det hela handlade om att mata UT ett negativt värde.

Men som jag skrev i ett senare inlägg måste det rimligtvis vara roten ur -Uin den räknar ut.

Jag har bara tittat på bilden och fortfarande inte gått igenom själva beräkningarna för att se om det är något fel där (vilket jag misstänker efter att ha tittat på bilden), kanske för att jag inte hänger med på första raden.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Analog roten ur (medels OTA)

Inlägg av Spisblinkaren »

WhyNotOnMars skrev: Men som jag skrev i ett senare inlägg måste det rimligtvis vara roten ur -Uin den räknar ut.
Du har helt rätt!

Jag är sällan speciellt smart "On Demand" utan måste sova och åka buss på saken :)

Då, tack vare din kritik, kom jag på att du ju hade helt rätt och jag fick skissat i mitt block (A7) med att sätta en inverterare på utgången av multiplikatorn och alltså innan R2.

Först då fick jag det att stämma.

När jag kom hem kikade jag i Jung's bok och kan du gissa vad som stod där?

Jo, precis det du säger dvs att Uin är negativ.

Så det "enda" som behöver ändras i min ritning är att Uin skall vara negativ.

Shit, tänkte jag ett tag för då behöver jag ju en femte opamp varvid det blir 3 DIL14-kaposlar typ och inte 2 MEN jag kommer köra en inverterande (obs) integrator innan "roten ur" varför jag slipper fler opampar :)

Nu ska jag bara fortsätta klura på hur jag skall dimensionera min analoga multiplikator medels OTA.

MVH/Roger
Nerre
Inlägg: 26655
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: Analog roten ur (medels OTA)

Inlägg av Nerre »

I de fall man är mer intresserad av storleken än tecknet så funkar det ju bra att skifta polaritet lite som det passar, bara man ser till att vända rätt där det verkligen behövs.

-(5*(-3)) är ju samma sak som 5*3. Det blir kanske krångligare om man ska göra 5*(-(-3)).

Problemet med roten ur är ju att det finns två lösningar, men i de flesta fall är den ena lösningen orimlig.

T.ex. om ett kvadratiskt rum är på 25 kvadrat så kan väggarna vara 5 meter eller -5 meter, och negativa väggar finns ju inte direkt.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Analog roten ur (medels OTA)

Inlägg av Spisblinkaren »

T.ex. om ett kvadratiskt rum är på 25 kvadrat så kan väggarna vara 5 meter eller -5 meter, och negativa väggar finns ju inte direkt.
Kul exempel :D

MVH/Roger
Nerre
Inlägg: 26655
Blev medlem: 19 maj 2008, 07:51:04
Ort: Upplands väsby

Re: Analog roten ur (medels OTA)

Inlägg av Nerre »

Det är ju ett exempel på att det finns många saker i matematik som inte direkt finns i verkligheten:)
Användarvisningsbild
swesysmgr
Inlägg: 14127
Blev medlem: 28 mars 2009, 06:56:43
Ort: Göteborg

Re: Analog roten ur (medels OTA)

Inlägg av swesysmgr »

rogerk8 skrev: 11 januari 2021, 22:44:21 AD633 har jag inte hört talas om men bra tips.

Walter G. Jung nämner i sin bok "IC Opamp Cookbook" från 1988 tre analoga multiplikatorer och de han nämner är MC1495, AD532 och AD534.
AD534 roten ur.jpg
https://www.analog.com/media/en/trainin ... =AD633.pdf

AD534 borde gå att ersätta med AD633 som EKafeman nämnde och de skall vara 4-kvadrants och ge korrekta svar ut.

1970-1980 borde ha varit de analoga beräkningskretsarnas storhetstid?
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: Analog roten ur (medels OTA)

Inlägg av Spisblinkaren »

Nerre skrev: 13 januari 2021, 07:58:40 Det är ju ett exempel på att det finns många saker i matematik som inte direkt finns i verkligheten:)
Tänkte mycket på det här idag faktiskt.

Matte är ju det universella och landsneutrala (vad ska man säga, sppråkneutrala? ) språket vetenskapsmän emellan.

Men ditt exempel visar på en intressaant aspekt hos vetenskapen för det är uppenbarligen INTE så att man alltid kan lita på matten, man måste ta till sunt förnuft också för det finns liksom inga väggar som är -5m långa.

Så en långtgående fundering jag har är hur mycket fysiker egentligen vet bortanför matten.

Hur stora delar av relativitetsteorin är annat än nåt passande matematiskt dravel?

Längdkontraktion har till exempel inte kunnat bevisas (naturligtvis).

Att massan går mot oändlighet när vi närmar oss ljusets hastighet har inte heller kunnat bevisas.

Att ljushastigheten är begränsad till en konstant kan dock anses vara bevisad.

Att energin hos materia är E=mc^2 (som får bindningsenergin att sticka i höjden) kan påvisas mha atombomber (inga fler sådan bevis på det, TACK!)

Fast jag misstänker att vetenskapsmän lutar sig mycket mot matte modell "åh -5m är ett svar, då måste det ju finnas -5m", typ.

I rymden finns nada möjlighet till empiriskt bevisbara formler så där kan man ju häva ur sig vad som helst, nåt som är populärt är att energiprincipen inte gällde vid den så kallade Big Pang (skrattretande praktiskt :D ) medans energiprincipen är bland dom viktigaste principer vi har i fysikens värld...

Lösningar hos diffekvationer är dock snällare för ofta kan man göra en ansats (ofta innehållande den magiska konstanten e) men ansatsen säger inget så långe man inte sätter in randvillkor (typ U(o)=Uo) och det är först då formeln får mening.

Matte är språket, matte är inte svaret.

MVH/Roger
Låst