Всем доброго времени суток. Задумал собрать устройство (см. название темы). Нужно что-то совсем простое без учета всех нюансов, ибо нужно для понимания принципов построения таких устройств. Ближе к телу делу:

Собрал в Proteus схему, состоящую из ОУ TL027, источника постоянного напряжения +3.3V, ATtiny13. К питанию ОУ подключено +3.3V и -3.3V соответственно. На неинвертирующий вход ОУ подается логические 0 и 1 с ножки МК ATtiny13 каждые 1000 мсек. На инвертирующий вход ОУ подается питание +3.3V. Если подключить осциллограф, то в режиме DC и в режиме AC есть сигналы. В DC-режиме это чистый импульс (такого не бывает в реальности я понимаю), в AC-режиме - импульсный сигнал со спадами по задним фронтам, причем ОУ не выдает свое максимальное и минимальное напряжение питания, хотя работает в режиме "компаратор", выдает от -0.75В до + 0.75В.

Коллеги, что я делаю не так? Сама идея имеет право на жизнь?

Задача: получить на выходе с ОУ сигнал приближенный к синусоиде на сколько это возможно и осуществить АМ с модулирующим сигналом (излучением светодиода). Дальность не важна, добротность не важна. Хочу понять принцип и что делаю не так. Любезно прошу вашей помощи. Схема нужна простейшая из всех, что только может быть, так как преследую обучающие цели.

Уже тут непонятно, что за. Сразу два вопроса, и оба критических.
1. Что такое TL027? Такое вообще существует в природе? Я не нашёл. Пока предположил, что это TL072.
2. Схема, как я понял, питается от одного источника напряжения +3.3 В. Но откуда-то взялось -3.3 В. Или у вас два источника, или на самом деле там не -3.3 В, а 0 В. Что из этого правильно?
В принципе, причина неудачи видна, но на вопросы всё же ответьте.

Спасибо, что откликнулись.
1. ОУ TL072 - это правильный вариант (неудачная опечатка).
2. ATtiny13 питается от 3.3V постоянного тока, плюс TL072 повесил на него же. Минус ОУ сначала заземлил, но получил такие же странные результаты как и в том случае, когда подвел к нему еще один источник постоянного тока, которому задал напряжение -3.3V
Вот собственно и вся схема. Если бы теперь, зная ответы на вопросы, вы ответили бы мне на вопросы из первого поста, моя благодарность не знала бы границ

PCBWay - всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Онлайн просмотровщик Gerber-файлов от PCBWay + Услуги 3D печати

Угу, теперь можно отвечать с чистой совестью, не делая предположений.
1. Если ATTINY13 выдаёт импульсный сигнал, то логично ожидать импульсного сигнала и на выходе усилителя, на который он подан. Если нужен сигнал синусоидальный, то его следует тем или иным образом сформировать - или самим МК, или каким-то аналоговым устройством.
2. О напряжении на выходе. Насколько я помню (работать с ним не довелось), TL072 - это ОУ общего применения, довольно древний, он не умеет выдавать выходной сигнал, близкий по напряжению к линиям питания, да и рассчитан на питание сравнительно высоковольтное, плюс-минус 15 В. Так что или введите в модель дополнительные источники питания ОУ, или возьмите ОУ современный, низковольтный, с выходом rail-to-rail ("от рельса до рельса", то есть способный выдать на выходе почти потенциал питания в обе стороны).
3. Мне непонятно, зачем светодиоду синусоидальный сигнал. Если объясните, я, возможно, подскажу, как его сформировать.
4. Благое пожелание: задавая вопрос, выкладывайте схему, так проще.

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей.

Подробнее>>

Вот что у меня получилось

Плюс код на плюсах:



Что за дребедень, господа? От куда ни возьму таблицу синусов - везде вот такая ерунда на осциллографе...

Добавлено after 5 minutes 7 seconds:
Синус нужен в качестве несущего сигнала. Его как-то надо промодулировать ЭМИ, которое наводится в светодиоде. Нужно это для отсеивания помех на частоте, на которой работает светодиод.

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств.

Подробнее>>

Если уж собираете матрицу R-2R, так делайте это без ошибок. У вас номиналы стоят не там, где надо. Разряды, похоже, тоже перепутали, но этого не видно, рисунок мутный.
Теперь про синус и помехи. Странное желание от них избавиться - при том, что подобными нынче эфир набит под пробку. Что у вас за обстановка такая, что какие-то дохленькие прямоугольные сигналы опасны? И я не понял: что там наводится в светодиоде?

Номиналы заметил что перепутал - исправил. mickbell, что за разряды? Имеется ввиду подключения к ножкам МК? О БОГИ! mickbell, вы гений! Разряды перепутал (да - это ножки МК) С генерацией синуса разобрался с вашей помощью. Один я бы еще неделю сидел точно, даже в мыслях не было, что неправильно подключил, хотя уже начал задаваться вопросом, что беда в схеме.
Теперь с модуляцией. Теоретически я знаю что такое АМ, но практически не знаю какие компоненты использовать, подозреваю, что на ставить ОУ с какой-нибудь обратной связью... ЭМИ - электромагнитное излучение. Я хочу собрать пульсометр используя фотоплетизмографию.
1. генерация синуса в качестве несущей.
2. модуляция со светодиодом (пока вообще не представляю как сделать)
3. светодиод располагается вплотную к пальцу и просвечивает его, фотодиод принимает сигнал с другой стороны (так как при расширении и сужении сосудов будет наблюдаться затемнение и осветление, скорее всего именно для этого и потребуется модуляция, так как полезный сигнал будет поступать с определенной частотой, вот здесь я и буду снимать информационный сигнал с несущей). Не судите строго, пока не углублялся в это, по этому и написал сюда. Я программист, в радиотехнике понимаю только на уровне защиты информации (спектр и т.д., теория, поиск, в общем долго рассказывать).

Эти моменты пока интересуют больше всего.

если я правильно понял и это просто измерение "прозрачности" пальца, то зачем там синус и вообще аналог на входе?
ИМХО нужно 2 уровня - выкл и стабилизированный вкл... при первом контролируем постороннюю засветку (коррекция нуля) при втором снимаем показания с датчика (так можно вычислить какой вклад в результат измерения внесен полезным сигналом, а какой посторонним)
при желании можно сделать несколько уровней вкл (типа поддиапазоны).
или наоборот плясать от выходного сигнала (пытаться стабилизировать его) но это посложнее

Разряды порта PA, разумеется.
Кто бы сомневался...
Есть МК, достаточно и его. Говорите, вы программист? Тогда модуляцию можно сделать программно. Математически амплитудная модуляция есть простая функция:
X(t) = A(t)*(B(t)+C), где:
A(t) - колебания несущей частоты, например, A(t) = Am*sin(2*п*fнес*t)
B(t) - модулирующие колебания, например, B(t) = Bm*sin(2*п*fмод*t)
C - постоянное значение, оно должно быть не меньше амплитуды модулирующего сигнала Bm, иначе будет перемодуляция
t - время
fнес - несущая частота
fмод - модулирующая частота.

Программно - это, конечно, выход. Быстродействие сильно упадет?
Можете схемку для моего случая со светодиодом нарисовать (если модулировать не программно - все-таки я хочу чему-то новому научиться)?
С - это я так понимаю позволит сместить осциллограмму выше нуля, понял, читал о перемодуляции. В таком случае возникает вопрос: Как определить максимальное значение B(t) - только экспериментальным путем? Какие радиокомпоненты для этого использовать?
И еще один вопрос: правильно ли я представляю себе схему? Берем выход с ЦАП (наш синус), отправляем его на какой-нибудь из свободных разрядов порта, допустим, B, далее берем модулирующий сигнал и отправляем его на другой пин порта B. Где гарантия, что в каждый промежуток времени на этих пинах будет какое-то напряжение? И как вообще сюда вяжется светодиод?! Если его полезный сигнал - это свет после просвета пальца?!?!

Главное, чтобы его, быстродействия, хватило. А это зависит от требований. Есть несущая и есть модулирующий сигнал. Какова частота несущей и какова частота модулирующего сигнала?
Есть разные способы. Например, взять аналоговый перемножитель: древний SO42 (или его аналог К174ПС1). Если несущая может быть не синусоидой, а меандром (прямоугольные импульсы), то элементарно:светодиод сверху (с анода) запитываете напряжением, соответствующим модулирующему сигналу, катод же коммутируете ключом-мосфетом, на затвор которого подана несущая. Схему я пока не рисую, предлагаю сделать это вам, а я проверю. Годится?
Да.
Отнюдь. Предварительно вы должны знать параметры сигнала, в том числе Bm. Так вот C должен быть не меньше, я об этом уже говорил, кажется.
Пока никакие. Я до сих пор подозреваю, что ваше требование синусоидальной несущей ничем не обосновано, но заметно усложняет схемотехнику.
Неправильно. Сейчас у вас как сделано: вы выдаёте в порт PA отсчёты для ЦАПа, соответствующие чистому, немодулированному синусу, и на выходе R-2R матрицы получаете чистый, немодулированный синус. Если же вы переделаете программу таким образом, что перед выводом в порт каждое табличное значение будет умножено на коэффициент (B(t)+C) и только потом отправлено в порт PA, то на выходе матрицы вы увидите модулированный синусоидальный сигнал. То есть схемотехнически ничего не добавляется. Конечно, потребуется усилитель-преобразователь этого напряжения в ток светодиода.
Полезный сигнал надо будет, как я себе понимаю, оцифровать АЦП - наверно, внутренним.

PS. Немного размышлений, и картинка начинает видеться по-другому. На светодиод подаётся переменный сигнал постоянной амплитуды, а вот с фотодатчика (который с другой стороны пальца) снимается сигнал, модулированный пульсом. То есть не вы специально модулируете сигнал, а он модулируется самим пальцем. Разве не так?

Насколько я понимаю, требуется узнать ПП(t), где ПП - прозрачность пальца. I=Ф*ПП(t), I - ток фотодиода или сопротивление фоторезистора, измеряемый параметр. Ф - световой поток светодиода. Для чего надо модулировать световой поток? Для отсеивания помех, как верно заметил Ivanoff-iv , достаточно двух уровней: вкл и выкл или большой ток и малый ток. I1-I2 = (Ф1*ПП+Б)-(Ф2*ПП+Б), где Б - бяка, помеха. Б-Б=0. Частота модуляции (меандром, а не синусом) выбирается достаточно большой, чтобы за один период ПП не изменялась заметно. На деле всё немного сложнее, т.к. Б!=const, но в любом случае - нафига синус?

Сомнение у меня появилось. Касается оно переменного напряжения. Сам факт питания светодиода импульсами вовсе не приводит к пропаданию помех, он просто позволяет выполнить усилитель сигнала фотоприёмника более простыми средствами, как усилитель переменного, а не постоянного напряжения. Нынче, в двадцать первом веке, вполне можно питать светодиод постоянным током, сделав усилитель сигнала фотоприёмника на опере. Но если лениво возиться или нет опыта - то таки ага, прописываю питание светодиода меандром и усилитель переменного тока, который проще выполнить; программно - взятие отсчётов АЦП в моменты непосредственно перед прекращением импульсов питания светодиода. И никакой модуляции, никакого синуса и ещё какой чертовщины.

Хотя... Если считать помехой засветку постоянным освещением, то таки ага, нужна импульсная запитка светодиода.

И я задумался: а что тут является помехой? Смещение нуля ОУ, внешняя засветка, дрожание пальца, что-то иное? И что надо узнать - только частоту пульса или его форму?

Скорее всего, именно смещение нуля - в иных условиях оно много больше, чем полезный сигнал. Конечно, скорее всего в большинстве случаев оно окажется более низкочастотным, чем полезный сигнал, но вот какая штука нарисуется, если делать УНЧ с очень низкой нижней частотой полосы пропускания: палец сунул - и сиди жди, пока этот усилитель выйдет из ограничения и начнёт работать. Другое дело - усилитель модулированного сигнала, несущая частота которого - килогерцы, там выход на режим произойдёт, можно считать, моментально.