Вопрос по схемотехнике

[Васильевич]

Ни Ваша медаль, ни мои дипломы в споре не аргумент

Ну, не судьба...

[Тролль]

Васильевич:

Мне очень жаль, но Вы в данном случае настаиваете на чисто умозрительном подходе к вопросу.

Никоим образом. Я же ссылаюсь на данные и графики, которые иллюстрируют, на мой взгляд, правильность моих доводов. Другое дело, что Вы оспариваете их применимость для данного случая или интерпретацию, но доказательств правильности Вашей интерпретации и у Вас нет. У меня и в мыслях нет не уважать Ваше мнение, но все же, "Платон мне друг, но истина дороже", во всяком случае, как я ее понимаю, пока меня не убедили в обратном.

Поэтому давайте разберемся с законом Тальбота. Вы пишете о законе Тальбота:

Напомню - это закономерность, согласно которой видимая яркость источника прерывистого света при достижении частоты слияния световых мельканий (ЧССМ) становится равной яркости непрерывного света, имеющего те же значения светового потока.

И дальше поясняете:

Если светодиод мигает чаще, чем мы можем понять, что это мигание - то воспринимаемая глазом яркость будет равна той, которая достигнута в момент вспышки. Иначе говоря, если мигающий диод в момент импульса питается током 1000 А (к примеру), то и воспринимаемая яркость будет равна яркости при постоянном свечении при токе 1000 А.

И ничего не попишешь. Закон Тальбота так же верно описывает особенности нашего зрения, как закон Ома - ток в участке цепи.

Мне тоже известен закон Тальбота, но я не согласен с тем, как Вы интерпретируете приведенную Вами его формулировку. В данном контексте высказывание "те же значения светового потока" весьма расплывчато, его можно понимать по-разному ("максимальные" или "средние" значения). Как я Вас понимаю, Вы принимаете, что при быстро мигающем свете глаз оценивает его яркость по максимальной яркости за период мелькания. Я понимаю закон Тальбота так, что кажущаяся яркость равна средней за период. Поэтому давайте найдем более развернутое его изложение. Например, тут

При высокой частоте мелькания глаз воспринимает мелькающий свет как постоянный. Наименьшая частота υкр, при которой глаз перестает различать мелькания, называется критической частотой слияния мельканий. Эта величина зависит от яркости адаптации, размера поля зрения, глубины модуляции мелькающей яркости, отношения длительности t одной вспышки к периоду мелькания Т и т.д. По закону Тальбота субъективно воспринимаемая яркость Lc, если яркость Lв (истинная яркость вспышки) сменяется полной темнотой, равна:

или тут

При большой частоте повторения импульсов глаз воспринимает источник света как постоянный. Кажущаяся яркость при этом равна средней яркости источника (закон Тальбота).

.

Теперь о токовом резерве диодов.

А вот диоды видимого излучения - это нечто другое. И токовый резерв у них есть.

Резерв есть. И фактически из светодиода (и не только его) можно всегда выжать больше, чем записано в его предельных паспортных данных. Я также не спорю, что резерв у диодов видимого света больше. Но резерв любого светодиода можно использовать как на постоянном, так и на импульсном токе. Если он позволяет поднять ток в импульсном режиме, он может быть использован и в режиме постоянного тока. Нет такого резерва по нагреву, чтобы он был только при импульсном питании, а при питании постоянным током его корова языком слизала. В любом случае этот резерв определяется выделяемой на диоде средней мощностью, и греться диод будет по среднему значению тока. То есть никакого выигрыша в резерве при импульсном питании не получается (на самом деле при импульсном питании диод будет греться даже немного больше - напряжение во время прохождения тока на нем будет больше, а среднее излучение от диода даже при том же среднем токе - немного меньше, но это все уже эффекты второго порядка, к тому же в сторону нерациональности применения импульсного питания).

Изменено 30 июня, 2007 пользователем Тролль

[Васильевич]

Тролль:

Мне тоже известен закон Тальбота, но я не согласен с тем, как Вы интерпретируете приведенную Вами его формулировку.

Должен сознаться, мне Ваше представление о законе Тальбота тоже не по душе. Про "телевизионщиков" я уж вообще молчу...

В данном контексте высказывание "те же значения светового потока" весьма расплывчато, его можно понимать по-разному ("максимальные" или "средние" значения).

Да, именно следуя закону, эти высказывания не могут быть конкретны. Для скотопического, мезопического и фотопического зрения полученные значения будут отличаться.

Поэтому давайте найдем более развернутое его изложение.

Давайте. С.В. Кравков, "Глаз и его работа", М.-Л., 1950, с. 374-375 (выходные данные пишу на случай, если у меня и пятый раз "сорвется" "расширенный режим").

Тролль:

Позволю себе процитировать свои рекомендации:

Существует и простая возможность расширить диапазон яркости и одновременно повысить экономичность - питать светодиод пульсирующим током или (что несколько сложнее) изменять скважность питающих импульсов. Нижний порог частоты обычно выбирают около 50 Гц.

Есть ли возражения по сути? Поэтому просьба на будущее - non distributio tertio. А то это уже второй случай

Теперь...

Мне тоже известен закон Тальбота, но я не согласен с тем, как Вы интерпретируете приведенную Вами его формулировку.

Должен сознаться, мне Ваше представление о законе Тальбота тоже не по душе. Про "телевизионщиков" я уж вообще молчу...

В данном контексте высказывание "те же значения светового потока" весьма расплывчато, его можно понимать по-разному ("максимальные" или "средние" значения).

Да, именно следуя закону, эти высказывания не могут быть конкретны. Для скотопического, мезопического и фотопического зрения полученные значения будут отличаться.

Поэтому давайте найдем более развернутое его изложение.

Давайте. С.В. Кравков, "Глаз и его работа", М.-Л., 1950, с. 374-375 (выходные данные пишу на случай, если у меня и пятый раз "сорвется" "расширенный режим"). Если у Вас нет под рукой этой книги, могу перешлать эти страницы Вам личным сообщением.

Резерв есть. И фактически из светодиода (и не только его) можно всегда выжать больше, чем записано в его предельных паспортных данных. Я также не спорю, что резерв у диодов видимого света больше.Но резерв любого светодиода можно использовать как на постоянном, так и на импульсном токе.Если он позволяет поднять ток в импульсном режиме, он может быть использован и в режиме постоянного тока.

Не помню, чтобы я этому противоречил, по-моему, я это даже утверждал.

Нет такого резерва по нагреву, чтобы он был только при импульсном питании, а при питании постоянным током его корова языком слизала. В любом случае этот резерв определяется выделяемой на диоде средней мощностью, и греться диод будет по среднему значению тока.

Так. Тут Вы несколько, мне кажется, пересолили. Прежде всего, тепловых характеристик я вообще не касался. Тем не менее. Не вижу ничего плохого в том, чтобы получить максимальную мощность, хоть и в пиковом токе, а отводить количество тепла, равное среднему току. На одном тепловом контакте (а значит, и на размерах) сколько можно съэкономить. Докажите обратное, и я сегодня же повыбрасываю все пульты управления, и, заодно, блок питания из компьютера выдерну :)

То есть никакого выигрыша в резерве при импульсном питании не получается (на самом деле при импульсном питании диод будет греться даже немного больше - напряжение во время прохождения тока на нем будет больше, а среднее излучение от диода даже при том же среднем токе - немного меньше, но это все уже эффекты второго порядка, к тому же в сторону нерациональности применения импульсного питания).

Все уже сказано выше :sm(100):

[Тролль]

Васильевич:

Позволю себе процитировать свои рекомендации:

Существует и простая возможность расширить диапазон яркости и одновременно повысить экономичность - питать светодиод пульсирующим током или (что несколько сложнее) изменять скважность питающих импульсов. Нижний порог частоты обычно выбирают около 50 Гц.

Есть ли возражения по сути? Поэтому просьба на будущее - non distributio tertio. А то это уже второй случай :) Разве? Даже не заметил. По-моему, мы не уходим от темы. Просто есть два варианта, которые нужно было рассмотреть. Насколько я вижу, tertium non durn

Первому варианту - средняя яркость светодиода при импульсном питании может превзойти таковую при питании постоянным током - мы уже довольно хорошо перемыли косточки. На всякий случай попытаюсь еще раз кратко сформулировать свою позицию по этому варианту.

Средняя яркость, как и средняя рассеиваемая на диоде мощность, прямо пропорциональны среднему значению тока через светодиод. Поэтому от формы тока ничего не зависит - как бы не менялась форма тока, во сколько раз изменится средняя яркость, во столько же раз и средняя рассеиваемая мощность. То есть экономичность при питании импульсным током не изменится.

Относительно расширения диапазона яркости - среднюю яркость увеличить выше той, которая возможна при питании постоянным током, тоже нельзя, так как пропорциональная средней яркости средняя рассеиваемая мощность в обоих случаях одинаково ограничивается допустимой температурой светодиода. Во сколько раз мы повысим яркость в импульсе, во столько же раз нам придется скважность во избежание перегрева светодиода. Выигрыш мог бы быть только за счет изложенной Вами интерпретации закона Тальбота, по которой глаз воспринимает не среднюю яркость, а что-то между средней и максимальной яркостью. Перейдем к закону Тальбота. Это интереснее.

Должен сознаться, мне Ваше представление о законе Тальбота тоже не по душе. Про "телевизионщиков" я уж вообще молчу...

Бог с ними, с телевизионщиками. За неимением специальной литературы пока сошлюсь на "Британнику", кажется, вполне солидное издание.

...of the illuminating source constant and merely vary the period of blackness in a cycle of black and white. The effective luminance will be the average luminance during a cycle; this is known as the Talbot-Plateau law.

(выделение мое)

К сожалению, Кравкова у меня под рукой действительно нет. Не хочется отнимать Ваше время, но если это будет нетрудно, я бы с интересом посмотрел формулировку закона Тальбота Кравковым, в ПМ (надеюсь, эту формулировку будет разрешено цитировать в случае целесообразности) или в приложении к посту или же просто цитатой.

Для скотопического, мезопического и фотопического зрения полученные значения будут отличаться.

Интересное утверждение :) . Этому есть какие-нибудь подтверждения? Конечно, я чувствую, что забираюсь в Вашу епархию, но все же... не вижу причин, почему бы им отличаться. Я не знаю деталей преобразования родопсина, но знаю, что это фотохимическая реакция и выход продукта в обычных условиях должен быть пропорционален средней освещенности родопсина за период. И для палочек, и для колбочек.

Не вижу ничего плохого в том, чтобы получить максимальную мощность, хоть и в пиковом токе, а отводить количество тепла, равное среднему току. На одном тепловом контакте (а значит, и на размерах) сколько можно съэкономить. Докажите обратное, и я сегодня же повыбрасываю все пульты управления, и, заодно, блок питания из компьютера выдерну :)

Я тоже вижу только хорошее :) Вопрос был о допустимой скважности при питании светодиода импульсным током, но черт с ней, действительно все было сказано выше. Насчет блока питания можно было бы также поспорить, является ли импульсный блок питания наиболее экономичным из возможных вариантов. Но тут тема действительно будет умозрительной, поскольку плюсы импульсного БП гарантированно перевесят любые минусы. Тем более - non distributio tertio :)

[Васильевич]

Тролль:

Tertium non datur, с Вашего позволения. Хотя ни в Вашей редакции, ни в истинном написании эта фраза все равно не имеет никакого отношения к законам полемики :)

"Британника" "Британникой" (aut bene, aut nihil :) ), просто на самом деле в нефизиологических источниках информации обычно цитируется только часть закона, которая касается средних освещенностей и более-менее линейна. Цитирую Кравкова (чтобы не только нам было интересно):

"Отмечались однако, и некоторые отклонения: при слабых интенсивностях раздражителя результирующее слитное ощущение оказывалось менее ярким, чем соответствующее ему по закону Тальбота; при очень больших интенсивностях, напротив, возникающее слитное ощущение бывает ярче, чем предусмотренное законом".

Интересное утверждение . Этому есть какие-нибудь подтверждения? Конечно, я чувствую, что забираюсь в Вашу епархию, но все же... не вижу причин, почему бы им отличаться. Я не знаю деталей преобразования родопсина, но знаю, что это фотохимическая реакция и выход продукта в обычных условиях должен быть пропорционален средней освещенности родопсина за период. И для палочек, и для колбочек.

Ну, Вы уж ни во что физиологов не ставите :) . Конечно же есть, и немало. И не только доказательства - это явление давно используется для диагностики. И квантовый выход родопсина тут абсолютно ни при чем, что обычно и сбивает с толку сторонников "здравого смысла" :) Попробуйте с точки зрения этого самого смысла объяснить стереоскопический мерцательный феномен Пульфриха. Тем не менее, "здравомыслящие" военные его спокойно используют для наведения оружия. А забираться "в нашу епархию" бывает очень даже полезно, правда, если не претендовать сразу на место архиерея :)

Подводя черту - все дело в том, что широта диапазона яркостей (и нелинейность восприятия) при использовании мигающих объектов объясняется не схемотехникой или теплотехникой, а особенностями зрительного анализатора.

Две главные странички, касающиеся формулировки закона, отсылаю. Согласно закону об авторских правах РФ, Вы имеете право на свободное обращение с этим документом, учитывая, что нормативные 50 лет уже прошло :)

[Тролль]

Васильевич:

Хотя ни в Вашей редакции, ни в истинном написании эта фраза все равно не имеет никакого отношения к законам полемики

Я это не к полемике, а к числу вариантов. Хотя обычно подразумевается несколько другой смысл. Правда, все равно с ошибкой...

правда, если не претендовать сразу на место архиерея

Ну, это пока не грозит

[Old men]

Тролль: Я вообще-то уже ушел от бесполезного разговора, что хотел посоветовать и тебе.

Бесполезный он потому, что наш оппонент произвольно трактует как законы физики и техники, так (тут я не специалист, могу и ошибиться) и закон Тальбота. Почему я считаю трактовку Васильевича произвольной, я скажу дальше. Кроме того, он все время уводит разговор от поднятого вопроса по надежности, к вопросу о восприятии светового потока.

Чтобы мое утверждение не выглядело голословным привожу цитаты. Разговор начался с того, что я заметил:

яркость светодиода ограничена величиной рассеиваемой мощности (это конструктивный параметр, который зависит только от конструкции самого элемента). Как бы не менялась схема питания светодиода эту величину превысить нельзя, без риска разрушить сам элемент

. Отсюда ясно видно, что мое замечание относится к надежности

В ответ я получаю интерпретацию Васильевичем справочных данных:

То бишь, импульсный ток в четыре раза может быть больше, и никакого ущерба конструктиву...

При этом при скважности 2 из-за пульсирующего способа питания яркость упадет в два раза, но из-за возможности увеличить ток вырастет в 4 раза. Остаток - увеличение видимой яркости в 2 раза.

Не сомневаюсь, что Вы помните, что именно так питались светодиодные матрички в калькуляторах, да и не только...

Собственное дополнение относится к скважности, о которой в справочнике ничего не сказано, но в упомянутых калькуляторах (и не только), где применяется динамическая индикация, скважность равна числу матриц в индикаторе, и в самых примитивных конструкциях она не менее восьми. (Кто не верит, может поискать схемы).

Далее, идет обычная попытка сбить оппонента. Со студентом (и то не со всяким), она, возможно, и сработала бы, но я достаточно хорошо знаю тему:

Old men:

Цитата

Безусловно помню, но помню и то, что скважность два в этом режиме не допускается. Средний ток не имеет права превышать заданный параметр, иначе будет перегрев диода.

Будем считать, или Вы сами посмотрите в справочник?

В ответ приведен снимок из справочника именно с типовыми характеристиками импульсного режима для практически любого элемента, и опять откровенно ложная интерпретация - максимальная яркость свечения приравнивается к средней

при скважности 2 максимальный ток, по крайней мере, удваивается. Зависимость яркости свечения от тока приближенно можно полагать линейной. Действительно, можно и не считать.

Здравый смысл, на который ты ссылался, естественно отброшен и заменен весьма сомнительной формулировкой закона Тальбота

Позвольте перевести это с языка физиологов на язык форума. Если светодиод мигает чаще, чем мы можем понять, что это мигание - то воспринимаемая глазом яркость будет равна той, которая достигнута в момент вспышки. Иначе говоря, если мигающий диод в момент импульса питается током 1000 А (к примеру), то и воспринимаемая яркость будет равна яркости при постоянном свечении при токе 1000 А.

Против этой формулировки говорят все регуляторы в лампах накаливания (тиристорные схемы с фазовым управлением), комплект микросхем серии К176 (К176ИЕ17 в нем управление яркостью часового индикатора идет именно регулировкой скважности. Если скважность питания самого индикатора равна 4, по числу матриц, то для уменьшения яркости скважность питания уже отдельных матриц уменьшается еще в четыре раза. Желающие могут поискать описание и эпюры. Примеры можно приводить и дальше).

Но основное даже не это, а то, что разговор от надежности уже переходит в более знакомую Васильевичу область, т.е. подмена темы уже осуществилась. Правда, есть еще одно упоминание о светодиодах

Теперь о диодах. Аппелировать данными, касающимися инфракрасных излучателей в данном случае нельзя. На то две причины.

Первая - это диоды самые экономичные, с самым большим КПД и т.д. Короче, из них было выжато все, поскольку у них электроны "слетают" только с одного уровня. Соответственно, имеется только одим максимум излучения шириной около 0,1 мкм. Вторая - эти диоды специально разрабатывались для импульсной техники. От этого материала взято все, И резерва у них практически нет

Эта цитата откровенно не соответствует истине, кроме того утверждения, что у них узкая полоса излучения. Достаточно поднять ТУ (почему я часто ссылаюсь на ТУ - дело в том, что в советские времена, если у разработчика не было ТУ на элемент, то нормоконтроль не имел права пропустить изделие с такими элементами в серию).

После этого я посчитал дальнейшее участие в обсуждении бессмысленным, но Тролль, поскольку тема все не затухает, то и советую ее прекратить. В данном случае (и не только, могу привести примеры из тем форума), Васильевич присвоил себе право на непогрешимость, а значит доказать ничего нельзя.

Больше я в эту тему не пишу.

[Васильевич]

Old men:

Больше я в эту тему не пишу.

Ну, надеюсь, хоть прочитаете.

Против этой формулировки говорят все регуляторы в лампах накаливания (тиристорные схемы с фазовым управлением), комплект микросхем серии К176 (К176ИЕ17 в нем управление яркостью часового индикатора идет именно регулировкой скважности. Если скважность питания самого индикатора равна 4, по числу матриц, то для уменьшения яркости скважность питания уже отдельных матриц уменьшается еще в четыре раза. Желающие могут поискать описание и эпюры. Примеры можно приводить и дальше).

Тиристорные схемы с фазовым управлением используют для ламп накаливания, прежде всего, из-за малого динамического диапазона по напряжению.

На счет микросхем - Вы несколько, уважаемый разработчик (кстати, а какие светодиоды Вы разработали?). Микросхема К176ИЕ17 - календарь, содержит счетчики дней недели, чисел месяца и месяцев. На выходах присутствуют поочередно коды цифр числа и месяца. Для выхода на индикацию используется в комплекте с К176ИД2.

Если Вы имели в виду К176ИЕ18, то тут как раз Вас ждет некоторое потрясение.

Этот счетчик "... позволяет подклю­чать к ним сетки вакуумных люмине­сцентных индикаторов без согласующих ключей. ... Для надежного закрывания индика­торов по сеткам скважность импуль­сов на выходах T1—T4 микросхемы К176ИЕ18 равна 32/7 (вместо четырех в К176ИЕ12)".

Вот что, на самом деле, вынудило применить именно такую скважность.

У рассчитанной на светодиоды К176ИЕ12 (которая, видимо, была у Вас где-то мыслях) все примерно так, как Вы пишете - "Резисторы R5—R11 ограничивают импульсный ток через сегменты индика­торов. При номиналах резисторов, ука­занных на схеме, импульсный ток через каждый сегмент достигает примерно 35 мА, что соответствует среднему току около 9 мА. При таком токе инди­каторы АЛ305А, АЛС321Б, АЛС324Б и им подобные светятся достаточно яр­ко".

Но эти микросхемы - специализированный набор именно для часов (четырехразрядная матрица). И только. Чем и обусловлены особенности построения и работы.

Достаточно поднять ТУ (почему я часто ссылаюсь на ТУ - дело в том, что в советские времена, если у разработчика не было ТУ на элемент, то нормоконтроль не имел права пропустить изделие с такими элементами в серию).

Вы говорите не всю правду. "Синие" светодиоды 12 лет выпускались по временным ТУ, и ничего, подлодки не тонули.

Васильевич присвоил себе право на непогрешимость, а значит доказать ничего нельзя.

На самом деле я выменял его на сало :)

Но думаю, у Тролля уже есть основания мне поверить.

[Тролль]

Вы говорите не всю правду. "Синие" светодиоды 12 лет выпускались по временным ТУ, и ничего, подлодки не тонули.

Временные ТУ все же являются ТУ. А то этак и временный мост мостом не должен считаться :) .

Тиристорные схемы с фазовым управлением используют для ламп накаливания, прежде всего, из-за малого динамического диапазона по напряжению.

Тиристорные схемы с фазовым управлением используют для ламп накаливания, по-моему, просто потому, что проще уже некуда.

Против этой формулировки говорят все регуляторы в лампах накаливания

Приведенная Old men формулировка у Васильевича была и по моему мнению далеко не самая удачная, но, как он уже заметил, в процессе обсуждения "все было сказано выше" более подробно.

Если Вы имели в виду К176ИЕ18, то тут как раз Вас ждет некоторое потрясение.

Потрясение, я полагаю, Old men'а не ждет; как я понимаю, он имел в виду следующее:

в микросхеме К176ИЕ18 предусмотрен вход Q. Подав уровень 1 на этот вход, можно в 3,5 раза увеличить скважность импульсов на выходах T1—T4 и во столько же раз уменьшить яркость свечения индикаторов

( http://radiochainik.narod.ru/k176_3.htm )

Что показывает, что видимая яркость зависит от скважности подаваемых на излучатель импульсов. Светодиод это или вакуумный индикатор - неважно.

Вообще-то, по-моему, все же с этой темы уже хватит. Или уж давайте начинать тему "Особенности применения микросхем серии K176" :) .

Да, Васильевич, прошу прощения, в Вашу непогрешимость я пока не уверовал. Продолжайте есть сало, там посмотрим... :)