Search the Community

Всем добрый вечер, собираю ККМ на UC3854 мощность 1.2квт, ККМ работает но на мощности 100 Вт и меньше напряжение начинает подниматься, причина оказалась в усилителе ошибки по напряжению, по схеме это компенсатор 1 типа, при малой нагрузке возникает дрейф выходного напряжения интегратора, подскажите пож как убрать этот дефект. схему выкладываю документ slua144 , усилитель ошибки пины 11 и 7 на выложенной схеме.

Здравствуйте! Такой вопрос. Имеется стабилизатор тока, текущего через диод (на схеме). ОУ LMP7716, Транзистор ZXTN25012EZ. Диод обычный полупроводниковый. Резистор 0,5 Ом. Скажите, что является нагрузкой для ОУ? И что в этой схеме может приводить ОУ в самовозбуждение?

Всем доброго времени суток. Даташит операционного усилителя, о котором пойдет речь https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD8001.pdf На странице 11 имеется формула Насколько я понимаю, это формула для расчет ошибки смещения. Подскажите пожалуйста, что за параметр Vio?

Добрый день. Хотелось бы узнать как работает схемы выделения модуля на ОУ Компенсирует ли VD3 падение напряжения на VD1 и VD2? И можно ли как-то вывести зависимость выхода от входа.

Здравствуйте, очень плохо понимаю схемотехнику, а предмет нужно закрыть в учебном заведении. ищу помощника который помог бы мне разобраться в схемах и защитах лабораторных работ. Заранее благодарна за внимание:)

Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП — не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI. Разработчик может использовать и другие изделия, широкий выбор которых представлен на страницах каталога компании «КОМПЭЛ». От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП. Авторы обещают обновлять и дополнять статьи цикла. Специалисты «КОМПЭЛ» перевели и опубликовали очередную главу №17 из книги, созданной инженерами компании Texas Instruments (TI) "Изолированный малошумящий источник питания с напряжением 5 В и током до 100 мА": На рисунке представлена схема изолированного малошумящего источника питания, построенного с помощью драйвера трансформатора SN6505B и LDO-стабилизатора LP2981-50. Ранее мы уже использовали такой источник для питания АЦП ADS8689 в схеме с изолированным SPI-интерфейсом (часть 15!). В данном случае выбор драйвера трансформатора определяется уровнем нагрузки и не зависит от выбора LDO-стабилизатора. В свою очередь LDO-стабилизатор во многом определяет уровень выходного шума схемы. Эффективность предложенного источника питания была продемонстрирована на примере работы модуля аналоговых входов на базе АЦП ADS8689. Схемы с изолированными АЦП чаще всего используются в промышленных приложениях. Они также востребованы в медицине, например в установках для снятия ЭКГ, оксиметрах и мониторах состояния пациента. Выбор компонентов схемы и расчеты>>

Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП — не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI. Разработчик может использовать и другие изделия, широкий выбор которых представлен на страницах каталога компании «КОМПЭЛ». От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП. Авторы обещают обновлять и дополнять статьи цикла. Специалисты «КОМПЭЛ» перевели и опубликовали очередную главу №15 из книги, созданной инженерами компании Texas Instruments (TI) "Измерительная схема на АЦП ADS8689 с изолированным SPI-интерфейсом": На рисунке представлена измерительная схема, построенная на базе АЦП последовательного приближения ADS8689 с SPI-интерфейсом. Гальваническая развязка схемы выполнена на уровне SPI-интерфейса с помощью цифрового изолятора ISO7741. Данная схема предназначена в первую очередь для создания изолированных аналоговых модулей, выполняющих измерение сигналов при очень больших синфазных напряжениях. Такое решение представляет интерес для программируемых логических контроллеров (ПЛК), модулей аналоговых входов, установок для снятия ЭКГ, оксиметров, мониторов состояния пациентов и многих промышленных приложений с токовой петлей 4…20 мА. Об используемом в схеме малошумящем изолированном источнике питания 5 В, 100 мА будет рассказано в заключительной, 17 статье из данного цикла. Примечания: - выбирайте АЦП с учетом диапазона входных напряжений, требуемой частоты измерений и разрешения. Подробнее об этом рассказывается в следующем разделе; - выбирайте цифровой изолятор с учетом необходимого уровня изоляции, а также с учетом количества и направления каналов. Подробнее об этом рассказывается в следующем разделе; - чтобы перейти от измерения входного напряжения к измерению тока, необходимо установить на входе шунтирующий резистор. Номинал этого измерительного резистора должен выбираться таким образом, чтобы напряжение на нем оставалось в рамках диапазона допустимых напряжений АЦП. Ознакомиться со статьей>>

CC1312R – беспроводная система-на-кристалле, поддерживающая стек протоколов TI 15.4-Stack, и предназначенная для создания интеллектуальных узлов сетей стандартов Wireless M-Bus, IEEE 802.15.4g с поддержкой протокола IPv6 (6LoWPAN), KNX RF, Wi-SUN®. CC1312R содержит в своём составе гибко конфигурируемый приёмопередатчик со сверхмалым потреблением, а также 48 МГц процессор ARM® Cortex®-M4F повышенной производительности. Также CC1312R входит в состав платформы SimpleLink™, в которой имеются как устройства для работы в сетях Wi-Fi®, Bluetooth® Low Energy, Thread, Zeegbee и субгигагерцового диапазона, так и микроконтроллеры для хост-узлов. Подробнее >>

Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия, широкий выбор которых представлен на страницах каталога компании КОМПЭЛ. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей. Предлагаем ознакомиться с 27 главой: В данной схеме ОУ работает в качестве трансимпедансного усилителя, преобразующего входной ток фотодиода в выходное напряжение (см.рисунок). Рекомендуем обратить внимание: напряжение смещения Vref позволяет усилителю работать в линейном режиме, не заходя в насыщение при нулевом входном токе; для минимизации ошибки смещения используйте операционные усилители, имеющие JFET- или CMOS-входы с низким входным током; следует использовать ОУ в линейном рабочем диапазоне напряжений. Этот диапазон определяется в схеме с разомкнутой обратной связью (AOL). Ознакомиться со статьей и ранее опубликованными главами>>

Данный полосовой фильтр (см.рисунок) обеспечивает пропускание входных сигналов в диапазоне 10…100 кГц с ослаблением -40 дБ. Опорный сигнал, подаваемый на неинвертирующий вход, позволяет подстраивать постоянную составляющую выходного сигнала. Полюсы частотной характеристики данной схемы выбраны за пределами целевого частотного диапазона (10…100 кГц), чтобы минимизировать искажения полезного сигнала. Рекомендуем обратить внимание: напряжение на неинвертирующем входе должно находится в рамках разрешенного диапазона синфазных напряжений для выбранного ОУ; сопротивление резистора R3 должно быть минимально возможным, чтобы обеспечивать высокую нагрузочную способность и не сталкиваться с проблемами стабильности; частота второго полюса (fp3) должна быть как минимум в два раза выше, чем частота первого полюса (fp2). Порядок расчета>> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 15 Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП — не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI. Разработчик может использовать и другие изделия, широкий выбор которых представлен на страницах каталога компании «КОМПЭЛ». От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП. Авторы обещают обновлять и дополнять статьи цикла. Специалисты «КОМПЭЛ» перевели и опубликовали очередную главу №13 из книги, созданной инженерами компании Texas Instruments (TI) "Уменьшение влияния внешнего RC-фильтра на погрешность и дрейф коэффициента усиления аналогового фронтэнда (AFE): ±10 В, до 200 кГц, 16 бит": Схема, изображённая на рисунке, работает со входными напряжениями ±10 В. Входной RC-фильтр уменьшает уровень шумов и защищает АЦП ADS8588S от возможных перенапряжений. К сожалению, резисторы фильтра вносят дополнительную погрешность и дрейф коэффициента усиления входного канала AFE АЦП. В данной статье рассказывается, каким образом следует выбирать компоненты фильтра, чтобы уменьшить вносимую погрешность и снизить дрейф. Решение этой задачи имеет большое значение для таких приложений как многофункциональные реле, модули аналоговых AC-входов, блоки измерения температуры в системах HVAC. Статья описывает два метода корректировки результатов измерений: с начальной калибровкой и без нее. Как будет показано далее, калибровка позволяет свести к минимуму как погрешность усиления, вызванную внешними резисторами, так и собственную погрешность усиления AFE. Подробнее>>

Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП — не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI. Разработчик может использовать и другие изделия, широкий выбор которых представлен на страницах каталога компании «КОМПЭЛ». От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП. Авторы обещают обновлять и дополнять статьи цикла. Специалисты «КОМПЭЛ» перевели и опубликовали очередную главу №14 из книги, созданной инженерами компании Texas Instruments (TI) "Расчет антиалайзингового фильтра с заданной частой среза для АЦП последовательного приближения": Алайзинг представляет собой наложение высокочастотных и низкочастотных составляющих сигнала при выполнении аналогово-цифровых преобразований. В литературе такие искажения часто называют артефактами преобразования. В статье выполняется расчет антиалайзингового фильтра для АЦП последовательного приближения (с несимметричным входом). Для расчета используется утилита Antialias Filter Designer, входящая в состав калькулятора Analog Engineer’s Calculator. Спроектированный фильтр позволяет ослабить артефакты преобразования до уровня 1/2 LSB выбранного АЦП. Предлагаемая схема построена на базе АЦП ADS8319 (см. рисунок). Расчет антиалайзингового фильтра для АЦП ведется с учетом фиксированной заданной частоты среза. Данная схема может применяться в системах сбора данных, лабораторных приборах, осциллографах, модулях аналоговых входов и устройствах с батарейным питанием. Выбор компонентов и расчеты>>

Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП — не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI. Разработчик может использовать и другие изделия, широкий выбор которых представлен на страницах каталога компании «КОМПЭЛ». От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП. Авторы обещают обновлять и дополнять статьи цикла. Специалисты «КОМПЭЛ» перевели и опубликовали очередную главу №12 из книги, созданной инженерами компании Texas Instruments (TI) "Усилительный каскад на буферном инструментальном усилителе для АЦП последовательного приближения на переключаемых конденсаторах": Для работы с дифференциальными датчиками часто используют инструментальные усилители. Они необходимы для того чтобы усилить низковольтный дифференциальный сигнал, прежде чем подавать его на вход АЦП. Главными преимуществами инструментальных усилителей являются: низкое смещение и дрейф, а также минимальный шум. Вместе с тем инструментальные усилители, как правило, обладают относительно низкой нагрузочной способностью и не всегда способны перезаряжать входную емкость быстродействующих АЦП, особенно при использовании высокой частоты дискретизации. В этой статье данная проблема решается с помощью дополнительного широкополосного буфера (см.рисунок). Еще одним преимуществом инструментальных усилителей является их способность работы с высоковольтными входными сигналами до ±15 В. Это оказывается очень удобным для нормирования сигналов до диапазона 0…5 В перед подачей их на низковольтный вход АЦП. К сожалению, в процессе работы схемы могут возникать ситуации, когда выходное напряжение инструментального усилителя будет превышать допустимый входной диапазон буфера 0…5 В. Для защиты от таких перенапряжений могут использоваться встроенные ограничительные диоды ОУ, а для ограничения тока будет достаточно резистора, пример расчета которого приведен в данной статье. Рассматриваемая схема подходит для работы не только с мостовыми датчиками, но и с другими типами дифференциальных сенсоров. Она используется в различных приложениях, например, в модулях аналоговых входов, электрокардиографах (ЭКГ), пульсометрах, лабораторном оборудовании и диагностических модулях для железнодорожного транспорта. Стоит отметить, что в предыдущей части уже рассматривалась аналогичная схема, однако в ней отсутствовал буфер. Ознакомиться со статьей и ранее опубликованными главами>>

Компараторы используются, чтобы сравнить два входных сигнала и сформировать выходной сигнал в зависимости от того, какой из входных сигналов больше (см.рисунок). Шум или дребезг входных сигналов могут привести к множественным переключениям компаратора. Для борьбы с такими переключениями используется гистерезис, устанавливающий верхнюю и нижнюю границу переключения. Рекомендуем обратить внимание: следует использовать компаратор с минимальным собственным током потребления; точность задания пороговых значений гистерезиса определяется точностью номиналов резисторов; задержка срабатывания определяется параметрами используемого компаратора. Расчет схемы> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 25 Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Поговорим о дифференциальных ограничительных диодах, которые могут присутствовать в некоторых ОУ (см.рисунок) Изменения в поведении ОУ зачастую можно заметить в базовых неинвертирующих схемах, в том числе — при работе простого буферного повторителя G = 1. Рассмотрим воздействие ступенчатого импульса напряжения. Выход не может сразу же отреагировать на появление сигнала на входе. Если напряжение импульса больше 0,7 В, то D1 откроется, а сигнал на неинвертирующем входе будет искажен. В течение этого периода, пока операционный усилитель формирует напряжение на выходе, на входе будет наблюдаться бросок тока высокого значения. В конце концов, когда сигнал на выходе «догонит» сигнал на входе, все снова придет в норму. Многие приложения работают с медленными или ограниченными по амплитуде сигналами, скорость изменения которых значительно ниже скорости нарастания ОУ, поэтому описанное выше поведение наблюдаться не будет. В других приложениях, даже при быстром изменении входного напряжения, переходный ток на входе ОУ не оказывает отрицательного влияния на работу схемы. Но в некоторых особых случаях выбросы входного тока могут вызвать проблемы. Примером служит мультиплексированная система сбора данных. Подробнее>> Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 30. Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях. Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе. Оформить подписку>>

Инструментальные усилители очень часто используют для усиления низковольтных сигналов с датчиков для дальнейшего измерения с помощью АЦП. Инструментальные усилители, как правило, оптимизированы для получения низкого уровня шумов, минимального смещения и дрейфа. К сожалению, полоса пропускания многих инструментальных усилителей оказывается недостаточной для совместной работы с быстродействующими АЦП при использовании максимальной частоты дискретизации. В этой части цикла статей мы расскажем, каким образом следует выбирать частоту дискретизации для получения хорошей переходной характеристики. Стоит отметить, что многие инструментальные усилители оптимизированы для работы с высоковольтным питанием и могут использоваться для нормирования высоковольтных входных сигналов (например, с ±15 В до 5 В) перед их подачей на низковольтный вход АЦП. В рассматриваемой схеме для защиты входа АЦП от перенапряжений предлагается использовать диоды Шоттки и последовательный резистор. В статье рассматривается пример с мостовым датчиком, однако предлагаемая схема подойдет и для широкого спектра других дифференциальных датчиков. В следующей части будет рассмотрена модифицированная схема с дополнительным буферным усилителем, который позволяет достичь максимальной частоты дискретизации. Рассматриваемая схема (см.рисунок) подходит для всех мостовых датчиков и модулей с аналоговыми входами, требующих прецизионного измерения и обработки сигналов. Обратите внимание: выбирайте коэффициент усиления в соответствии с рекомендуемым диапазоном входных напряжений АЦП. При необходимости используйте референсный вход инструментального усилителя для смещения выходного сигнала. Подробнее об этом рассказывается в разделе «Расчет схемы»; диоды Шоттки необходимы для защиты входа АЦП от напряжений, выходящих за рамки диапазона допустимых входных напряжений. Хорошим выбором для данной схемы становится диодная сборка BAT54S, объединяющая сразу два диода Шоттки. Эти диоды отличаются низким током утечки и низким прямым падением напряжения. Подробнее об использовании диодов Шоттки рассказывается в разделе «Расчет схемы»; резистивный делитель и буферный усилитель необходимы для формирования сигнала смещения, подаваемого на референсный вход инструментального усилителя. Выбирайте для этой схемы прецизионные резисторы и усилитель с минимальным смещением. Более подробную информацию можно прочитать в документе «Selecting the right op amp»; проверьте, что усилитель работает с допустимым диапазоном синфазных напряжений. Для этого используйте утилиту Common-Mode Input Range Calculator for Instrumentation Amplifiers; для уменьшения искажений используйте керамические C0G-конденсаторы (CCM1, CCM2, CDIF, и Cfilt); для задания коэффициента усиления используйте прецизионные и стабильные пленочные резисторы 0,1% 20ppm/°C (резистор Rg). Дрейф сопротивления и погрешность резистора Rg напрямую определяют дрейф и погрешность усиления схемы; в учебных видео TI Precision Labs – ADCs рассказывается о выборе компонентов Cfilt и Rfilt применительно к операционным усилителям. Аналогичные рассуждения с небольшими изменениями справедливы и для инструментальных усилителей. Для получения подробной информации обратитесь к видео «Introduction to SAR ADC Front-End Component Selection». Выбор компонентов и расчеты>> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи, глава 11 Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники. АЦП», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП – не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI, однако разработчик может использовать и другие изделия компании. От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы глав этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

При проектировании операционного усилителя разработчики часто задаются вопросом, как будут подключаться входы ОУ, будут ли обращаться с ними с осторожностью или есть вероятность того, что их могут небрежно подключить напрямую к сети переменного тока? Мы все хотим сделать свое оборудование надежным, способным выдерживать самое жесткое обращение, поэтому в этом разделе я объясню, как входы ОУ защищают от электрических перенапряжений (Electrical over-stress, EOS). OPA320 – типичный представитель операционных усилителей. В перечне его предельных рабочих параметров приводятся значения максимального напряжения питания, максимального входного напряжения и тока (см. таблица, рисунок). В примечании указано, что если вы ограничиваете входной ток, то вам не нужно ограничивать входное напряжение. Внутренние ограничительные диоды выдерживают ток до ±10 мА. Однако ограничение тока при высоковольтных перегрузках может потребовать использования значительного последовательного входного сопротивления, которое приведет к увеличению шума, уменьшению полосы пропускания и, возможно, созданию других ошибок. Ограничительные диоды начинают включаться, когда значение входного напряжения превышает значение напряжения питания примерно на 0,6 В. Многие устройства обычно выдерживают более высокое значение тока, но прямое падение напряжения при этом резко возрастает, увеличивая вероятность повреждения. Подробнее>> Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 29. Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях. Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе. Оформить подписку>>

В данной схеме реализован усилитель, обладающий малым током смещения, сигнал с его выхода измеряется с помощью АЦП последовательного приближения. Такой усилитель необходим для обеспечения минимальной погрешности при работе с высокоимпедансными датчиками. Примерами таких датчиков являются детекторы газа, анализаторы газов крови и датчики качества воздуха. В данном примере используется датчик кислотности (датчик pH). Выходное сопротивление этого сенсора может изменяться в диапазоне 10…1000 МОм. Если сопротивление датчика составляет 10 МОм, то при использовании усилителя со входным током смещения 3 нА ошибка на выходе схемы составит 30 мВ. С учетом исходных данных к расчету, представленных в таблице, можно определить, что выходная ошибка смещения 30 мВ соответствует погрешности измерений 2,9%. Если же использовать операционный усилитель со входным током смещения 3 фА, то ошибка на выходе уменьшится до 30 нВ. Датчик pH является достаточно медленным сенсором, поэтому для работы с ним может использоваться АЦП с невысоким быстродействием. Так как показания датчика pH сильно зависят от температуры, то для работы с ним потребуется двухканальный АЦП: один канал для контроля температуры, а второй – для измерений выходного напряжения сенсора. Для схемы был выбран ADC122S021 – двухканальный 12-битный АЦП с максимальной частотой дискретизации 200000 выборок в секунду (см.рисунок). Рекомендуем обратить внимание: в качестве емкостей С3 и С6 следует использовать керамические конденсаторы COG/NPO; каждая ИС должна иметь собственный развязывающий конденсатор 0,1 мкФ; трассировка печатной платы имеет огромное значение. Для получения подробной информации ознакомьтесь с документом «LMP7721 Multi-Function Evaluation Board Users’ Guide»; печатная плата должна быть чистой и не иметь поверхностных загрязнений. Для получения подробной информации следует ознакомиться с документом «LMP7721 Multi-Function Evaluation Board Users’ Guide»; для получения подробной информации по созданию других схем с минимальным уровнем токов утечки прочтите статью «Design femtoampere circuits with low leakage». Выбор компонентов и расчеты>> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи, глава 10 Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники. АЦП», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП – не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI, однако разработчик может использовать и другие изделия компании. От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы глав этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Данная схема инвертирующего усилителя со входным смещением используется для преобразования входного сигнала -1…2 В в положительный сигнал 0,05…4,95 В (см.рисунок). Схема может применяться для масштабирования и смещения сигнала датчика с целью дальнейшей оцифровки при помощи АЦП. Рекомендуем взять на заметку: следует использовать операционный усилитель в линейном рабочем диапазоне напряжений. Он определяется в схеме с разомкнутой обратной связью (AOL); синфазное напряжение усилителя равно напряжению смещения; источник опорного напряжения Vref может быть образован резистивным делителем; входное сопротивление схемы тождественно сопротивлению R2; для обеспечения стабильности следует использовать резисторы обратной связи с номиналом менее 100 кОм. Использование высокоомных резисторов уменьшит запас по фазе, но вызовет повышение уровня собственных шумов схемы; частота среза схемы зависит от произведения коэффициента усиления на полосу пропускания (GBP) выбранного ОУ; дополнительную фильтрацию можно осуществить посредством добавления параллельно резистору R конденсатора, который тоже способствует повышению устойчивости схемы. Расчет схемы> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 24 Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Когда я говорю о неиспользуемых операционных усилителях, я не имею в виду микросхемы, лежащие у вас на полке (для их хранения следует использовать антистатические пакеты). Что делать с теми ОУ, которые находятся на печатной плате? Например, неиспользуемым может оказаться один из усилителей в микросхеме, содержащей четыре или два интегральных ОУ. В таких случаях лучшим вариантом будет подключение неиспользованных ОУ по схеме с обратной связью (см.рисунок). Схема буфера с единичным усилением является очевидным выбором, поскольку она не требует дополнительных компонентов (см.рисунок б). Оставшийся вход следует подключить к напряжению в пределах допустимого входного диапазона. Не стоит оставлять входы неподключенными. Также следует избегать подключений, которые могут вызвать перегруз входа или выхода либо перевести усилитель в неопределенное состояние с высоким уровнем шумов (см.рисунок 67а). Можно также дать рекомендации по выполнению трассировки печатной платы. Рассматривайте неиспользуемые операционные усилители как потенциал для выполнения возможных модификаций. Вы можете найти применение для свободного ОУ в процессе доработки или при будущем развитии вашего устройства. Думайте о перспективах! Сделайте подключения к неиспользуемым операционным усилителям на верхних и нижних слоях печатных платах, где изменения можно сделать достаточно просто. Можно оставить посадочные места для компонентов обратной связи с проводниками, которые можно легко отрезать. Подробнее>> Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 28. Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях. Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе. Оформить подписку>>

Данная схема с однополярным питанием способна измерять ток, протекающий через токоизмерительный резистор, в диапазоне ±0,50…±10 A (см.рисунок). Усилитель тока позволяет работать со входными синфазными напряжениями 0…75 В. Дифференциальный усилитель преобразует входной однополярный сигнал в выходной дифференциальный ±5 В. Дифференциальный сигнал поступает на АЦП последовательного приближения с частотой выборки до 1 MSPS. Изменяя номиналы компонентов, можно влиять на величину дифференциальных токов. Данная схема используется в различных приложениях, требующих точных измерений, в том числе – в системах мониторинга аккумуляторов, в тестовом оборудовании и в радиопередатчиках базовых станций. Рекомендуем обратить внимание: Расчет сопротивления токоизмерительного резистора и выбор усилителя тока выполняется с учетом исходных данных: диапазона измеряемых токов и синфазного напряжения. Подробнее этот вопрос рассматривается в разделе «Расчет схемы». Коэффициент усиления дифференциального усилителя определяется исходя из диапазона выходных напряжений усилителя тока, допустимого диапазона входных напряжений АЦП и диапазона выходных напряжений самого дифференциального усилителя. Подробнее этот вопрос рассматривается в разделе «Расчет схемы». Для уменьшения искажений сигнала следует использовать керамические COG-конденсаторы. Для обеспечения высокой точности измерений, низкого дрейфа коэффициента усиления и минимального уровня искажений сигнала следует использовать пленочные резисторы с разбросом номинала 0,1% и температурной стабильностью 20 ppm/°C или с лучшими характеристиками. В серии обучающих видео «TI Precision Labs – ADCs», находящихся на сайте Texas Instruments, раскрывается методика расчета погрешностей в схемах с АЦП. Для уменьшения погрешностей, связанных с дрейфом коэффициента усиления, смещением, температурным дрейфом и шумами, следует ознакомиться с видео из раздела «Error and Noise». В серии обучающих видео «TI Precision Labs – ADCs» раскрывается методика выбора компонентов фильтра Rfilt и Cfilt. Номиналы этих компонентов зависят от полосы пропускания усилителя, частоты дискретизации и типа АЦП. Значения, полученные при расчете рассматриваемой схемы, позволяют получить хорошие динамические и частотные характеристики для усилителя, параметров усиления и АЦП. При изменении исходных параметров схемы следует произвести повторный расчет компонентов RC-фильтра. Обучающее видео «Introduction to SAR ADC Front-End Component» содержит информацию по расчету компонентов RC-фильтра с учетом требуемых динамических и частотных характеристик. Расчет схемы>> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи, глава 9 Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники. АЦП», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП – не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI, однако разработчик может использовать и другие изделия компании. От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы глав этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Схема неинвертирующего усилителя со входным смещением используется для преобразования входного сигнала 1…3 В в положительный сигнал 0,05…4,95 В (см.рисунок). Она, в частности, применяется для масштабирования и смещения сигнала датчика с целью дальнейшей оцифровки при помощи АЦП. Рекомендуем отметить, что: следует использовать операционный усилитель в линейном рабочем диапазоне напряжений. Он определяется в схеме с разомкнутой обратной связью (AOL); диапазон синфазных напряжений должен соответствовать диапазону входных напряжений; источник опорного напряжения Vref должен обладать низким импедансом; входное сопротивление схемы является суммой сопротивлений R3 и R4; для обеспечения стабильности следует использовать резисторы обратной связи с номиналом менее 100 кОм. Использование высокоомных резисторов уменьшит запас по фазе и приведет к увеличению уровня собственных шумов схемы; частота среза схемы зависит от произведения коэффициента усиления на полосу пропускания (GBP) выбранного ОУ; дополнительная фильтрация может быть выполнена путем добавления конденсатора параллельно резистору R Этот конденсатор также повышает устойчивость схемы. Расчет схемы> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 23 Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Всем известно, что операционные усилители должны иметь развязывающие конденсаторы по цепям питания, расположенные рядом с выводами микросхемы. Но почему, например, какой-то усилитель вдруг оказывается более склонным к самовозбуждению без надлежащей развязки? Ответы на эти вопросы расширят ваш кругозор и облегчат понимание ситуации. Коэффициент подавления шумов напряжения питания (Power supply rejection) характеризует способность операционного усилителя подавлять колебания и пульсации, возникающие на выводах питания. Например, на рисунке показано, что коэффициент подавления шумов очень высок на низкой частоте, но с увеличением частоты уменьшается. Таким образом, на высоких частотах наблюдается более слабое подавление возникающих помех. Мы часто думаем о внешних шумах, идущих от источника питания и мешающих усилителю. Но операционные усилители могут сами быть источником проблем. Например, выходной ток нагрузки течет от вывода питания. Без надлежащего развязывающего конденсатора импеданс на входе питания может быть высоким. Это позволяет переменному току нагрузки (AC) генерировать переменное напряжение на этом выводе и создает паразитный контур цепи обратной связи. Индуктивность вывода питания может дополнительно увеличить результирующее переменное напряжение. На высокой частоте, когда коэффициент подавления помех по питанию имеет малое значение, эта паразитная обратная связь может вызвать осцилляции. Подробнее>> Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 27. Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях. Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе. Оформить подписку>>

Схема этого усилителя используется для преобразования входного сигнала 2…5 В в положительный сигнал 0,05…4,95 В, что представлено на рисунке. Она может использоваться для того чтобы масштабировать и смещать сигнал датчика для последующей его оцифровки на АЦП. Обращаем ваше внимание: задействуйте операционный усилитель в линейном рабочем диапазоне напряжений, который изображен на схеме с разомкнутой обратной связью (AOL); диапазон синфазных напряжений должен соответствовать диапазону входных напряжений; источник опорного напряжения Vref должен иметь низкий импеданс; входное сопротивление схемы представляет собой сумму сопротивлений R3 и R4; стабильность достигается за счет использования в цепи обратной связи резисторов номиналом менее 100 кОм. Применение высокоомных резисторов уменьшит запас по фазе и повысит уровень собственных шумов схемы; коэффициента усиления на полосу пропускания (GBP) выбранного операционного усилителя определяет частоту среза; для большей фильтрации добавьте конденсатор параллельно резистору R, он также повысит устойчивость схемы. Расчет схемы> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 22 Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Такие устройства, как, например, многофункциональные реле, датчики напряжения промышленной сети или системы управления железнодорожного транспорта, как правило, работают с дифференциальными сигналами, амплитуда и абсолютный (относительно общего провода) потенциал которых значительно превосходят диапазон рабочих напряжений АЦП. В этой главе приведен один из вариантов реализации узла, позволяющего оцифровывать подобные сигналы с помощью обычного АЦП последовательного приближения. В предлагаемой схеме (см.рисунок) прецизионный операционный усилитель осуществляет согласование высокоуровневого входного дифференциального сигнала со входом АЦП, причем коэффициент передачи узла на ОУ рассчитан таким образом, чтобы амплитуда сигнала на входе АЦП находилась в пределах ±10 В. Рекомендуем обратить внимание: Требуемый коэффициент усиления узла на основе операционного усилителя необходимо определять на основе параметров реального входного сигнала и с учетом возможностей АЦП, как описано в разделе «Выбор компонентов». Допустимый диапазон изменения входного синфазного сигнала определяется по методике, приведенной в разделе «Выбора компонентов». В рассматриваемой схеме амплитуда синфазной составляющей входного сигнала может принимать любые значения в диапазоне VInputCM. Пример расчета данного параметра для операционных усилителей OPA827 и OPA192 приведен в разделе «Выбор компонентов». Конденсаторы COG следует выбирать по критерию минимального уровня искажений. Для обеспечения требуемой точности оцифровки необходимо использовать пленочные резисторы с точностью 0,1% и температурным коэффициентом сопротивления 20 ppm/°C или выше. Чтобы минимизировать величины ошибок усиления, смещения и оцифровки, обратите внимание на анализ статистических характеристик схемы. При выборе компонентов коррекции частотной характеристики операционного усилителя следует руководствоваться требованиями к динамическим характеристикам системы. Значения Rfilt и Cfilt зависят от схемотехники узла сопряжения, рабочей полосы частот входного сигнала, а также частоты дискретизации АЦП. В приведенном примере показан один из наилучших вариантов реализации данной цепочки, однако при необходимости, например, при изменении схемы узла сопряжения, возможно, придется использовать другой RC-фильтр. Расчет схемы>> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи, глава 8 Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники. АЦП», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП – не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI, однако разработчик может использовать и другие изделия компании. От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы глав этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>