Перейти к содержанию
    

Помогите пожалуйста разобраться с операционным усилителем

o_O, не сочтите за недоверие, но где у X&X такая схема? Просто на мой дилетантский взгляд в книге схемотехнике для профессионалов не может быть схем, требующих подбора ёмкости для обеспечения стабильности. Схема просто не должна допускать нестабильность. А в данном случае, по-моему, на хитрую ФЧХ ОУ накладывается ещё более хитрая ФЧХ ОС. Повторитель на ОУ сам по себе неустойчив, для этого в него и вводится внутренняя или внешняя частотная коррекция, а в вашей схеме реализовано реактивное сопротивление в цепи ОС повторителя.

 

Колебания на выходе усилителя тензодатчика наблюдаются при "чистом" питании моста и при "чистых" +/- 15 Вольт? Они возникают на выходе инструментального усилителя или только на выходе ОУ с двухтактным повторителем?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Колебания на выходе усилителя тензодатчика наблюдаются при "чистом" питании моста и при "чистых" +/- 15 Вольт?

Кстати да, вот это хорошая идея, вместо тензы подать на вход напряжение с ИП.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Попробовал: колебания исчезают, если конденсатор меньше 470пФ, и увеличиваются по мере увеличения ёмкости.

Я вот совсем не могу понять, зачем Вы портите хороший опорный источник плохим ОУ. Его нужно выбросить со всеми транзисторами и конденсаторами, которые так все и всех возбуждают.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

o_O, не сочтите за недоверие, но где у X&X такая схема? Просто на мой дилетантский взгляд в книге схемотехнике для профессионалов не может быть схем, требующих подбора ёмкости для обеспечения стабильности. Схема просто не должна допускать нестабильность. А в данном случае, по-моему, на хитрую ФЧХ ОУ накладывается ещё более хитрая ФЧХ ОС. Повторитель на ОУ сам по себе неустойчив, для этого в него и вводится внутренняя или внешняя частотная коррекция, а в вашей схеме реализовано реактивное сопротивление в цепи ОС повторителя.

 

Колебания на выходе усилителя тензодатчика наблюдаются при "чистом" питании моста и при "чистых" +/- 15 Вольт? Они возникают на выходе инструментального усилителя или только на выходе ОУ с двухтактным повторителем?

В третьем издании. Взять можно здесь: http://rghost.ru/6kyMH7wxp Страница 596 рисунок 9.2D.

 

Колебания возникают в инструментальном усилителе. Вместо тензодатчика спаял друг с другом инверсный и неинверсный вход - колебания на выходе инструментального усилителя сохранились, амплитуда ±10мВ. Посмотрел на ножки питания: на +15 и -15 - наблюдаются колебания ±10мВ, Ref - колебания не наблюдаются. По совету Tanya, довесил конденсаторы 330нФ на ножки +15 Ref и Ref -15 - не помогло, ничего не изменилось. Порвал дорожку, соединяющую выход ИУ с NE5532 - колебания исчезли как на выходе, так и на ножках питания.

Вероятно неправильная разводка земли и питания.

 

Я вот совсем не могу понять, зачем Вы портите хороший опорный источник плохим ОУ. Его нужно выбросить со всеми транзисторами и конденсаторами, которые так все и всех возбуждают.

Tanya, я полностью с Вами согласен и больше так делать не буду. Просто плата разведённая и распаянная рядом лежит, почему бы и не попробовать?

Изменено пользователем o_O

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Tanya, я полностью с Вами согласен и больше так делать не буду. Просто плата разведённая и распаянная рядом лежит, почему бы и не попробовать?

Так попробуйте прямо выход опорного источника подать на мост. И выпаять лишние детали совсем.

 

Колебания возникают в инструментальном усилителе.

Не верится мне... Колебания.... они возникают в какой-то петле. Источником возникновения колебаний служит шум...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Не верится мне... Колебания.... они возникают в какой-то петле. Источником возникновения колебаний служит шум...

Пардон, неверно выразился =)

Колебания наблюдаются на выходе ИУ, а также в питании +15 и -15 примерно ±10мВ амплитудой.

 

Решил разобраться с питанием. Отключил источник питания от платы стал смотреть на напряжение: колебания исходят из импульсного источника питания. Запитался от лабораторного источника питания с линейными стабилизаторами: схема заработала! Шум в пределах 50мВ (от минимума до макисмума). Таким образом шум в шинах питания передавался на выход ИУ и затем усиливался в 10 раз ОУ. В самом начале пропустил из-за того, что возникли колебания в цепи +5: подключился к линейному БП, шум остался, подключился обратно, а зря.

 

Посоветуйте пожалуйста по фильтрации питания. Шум на шинах питания 20мВ 200кГц. LC подойдёт?

 

З.Ы. Большое спасибо всем за ценные рекомендации!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

В третьем издании. Взять можно здесь: http://rghost.ru/6kyMH7wxp Страница 596 рисунок 9.2D.

Ну во-первых, там изначально решалась задача борьбы с неустойчивостью при значительной ёмкостной нагрузке, создаваемой большим количеством блокировочных конденсаторов (цифровые схемы, короче), а у вас такой проблемы нет. А во-вторых, вас не смутило, что Хоровиц с Хиллом единичное усиление всё-таки почему-то установили при помощи двух резисторов на 10 кОм, а не непосредственного соединения эмиттера транзистора с И-входом? Полагаю, что если бы такая рационализация с экономией двух резисторов была бы допустима, Х&Х обязательно бы именно так и сделали.

 

Колебания возникают в инструментальном усилителе. Вместо тензодатчика спаял друг с другом инверсный и неинверсный вход - колебания на выходе инструментального усилителя сохранились, амплитуда ±10мВ.

<...>

Порвал дорожку, соединяющую выход ИУ с NE5532 - колебания исчезли как на выходе, так и на ножках питания.

Отключил источник питания от платы стал смотреть на напряжение: колебания исходят из импульсного источника питания. Запитался от лабораторного источника питания с линейными стабилизаторами: схема заработала! Шум в пределах 50мВ (от минимума до макисмума). Таким образом шум в шинах питания передавался на выход ИУ и затем усиливался в 10 раз ОУ.

Что-то тут всё равно не так. Если вы всё правильно описали (и если я вас правильно понял), то, по-моему, не стыкуется всё это в единую картину :mad:

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

... вас не смутило, что Хоровиц с Хиллом единичное усиление всё-таки почему-то установили при помощи двух резисторов на 10 кОм...

Илья, вы ошибаетесь, усиление там равно 2, обычный неинвертирующий каскад с Ку=1+R2/R3

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Да, действительно, там неинвертирующее включение. Перепутал. Но, думаю, что всё равно там не просто так приведена схема с резисторами, а не с непосредственным соединением. А при непосредственном соединении эмиттера с И-входом, насколько я понимаю, ВЧ-ток через конденсатор будет протекать не только в цепь обратной связи, но и в нагрузку, минуя транзистор.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Да, не внимательно прочитал про колебания.

Однако там же написано следующее:

This circuit lets you adjust the output voltage: Vout = Vz(1 + R2/R3 ). But note that you are limited to having Vout ≥ Vz;

Тоесть единичное усиление возможно.

Как думаете, такой вариант будет работать стабильно? (Tanya, чисто академический интерес. Делать не буду.)

image.png

Сейчас требуется разобраться с фильтрацией питания и ФНЧ.

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Но, думаю, что всё равно там не просто так приведена схема с резисторами, а не с непосредственным соединением. А при непосредственном соединении эмиттера с И-входом, насколько я понимаю, ВЧ-ток через конденсатор будет протекать не только в цепь обратной связи, но и в нагрузку, минуя транзистор.

Чутье Вас не обманывает :)

Схема ТС изначально неустойчива:

post-4576-1467272117_thumb.png

 

Только если более правильно -эти резисторы "развязывают" выход эмиттерного повторителя (нагрузки) от инвертирующего входа ОУ на высоких частотах, позволяя работать С8. Иначе говоря С8 с резисторами образует дефференциирующую цепочку (если идти от выхода ОУ на его вход), которая дает опережение по фазе, которого так не хватает петле ООС на высоких частотах (особенно с учетом емкостной нагрузки).

Вот с резистором в ОС устойчивость уже есть, но обратите внимание на отработку отрицательного перепада -то о чем я говорил ранее, схема хорошо отрабатывает в плюс, но очень плохо в минус.

post-4576-1467272281_thumb.png

 

Схема с двумя транзисторами работает отлично даже без компенсации на емкостную нагрузку до 0,1мкФ:

post-4576-1467272326_thumb.pngpost-4576-1467272713_thumb.png

И кстати говоря ей совершенно не нужна эта емкость по выходу для АЦП, хотя она и не мешает :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Схема с двумя транзисторами работает отлично даже без компенсации на емкостную нагрузку до 0,1мкФ:

Понял, спасибо! Значит, зря я двухтактный повторитель с общей ОС подозревал - он благонадёжный оказался. Получается, что такую схему лучше всего использовать и для стабилизатора питания.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Да, работает, но если в нагрузке будет емкость более 1мкФ, то нужна компенсация. И кстати эта компенсация снижает скорость реакции на изменения в нагрузке. Более лучший результат дает компенсация через ESR конденсатора :)

 

На примере показана реакция на ток в нагрузке 10кГц@200мА - дает эффект на выходе всего 560мкВ. А в источнике питания еще сидит помеха 200кГц@100мВ -ее тоже практически не видно.

post-4576-1467277193_thumb.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Гость TSerg
схема хорошо отрабатывает в плюс, но очень плохо в минус.

 

Об этом часто не знают начинающие "схемотехники", что простейший ЭП имеет разную скорость заряда емкости нагрузки для "+" и "-" сигнала.

Если для "+" максимальный ток заряда может составить до Ic = dU * CL / Tf при постоянной заряда TL ~ (re + rb/h21e) * CL, то для "-" ток перезарада CL не может превысить ток эмиттера, поэтому максимальная скорость разряда не может превысить Ie/C, что и создает характерные нелинейные искажения на ВЧ.

Более того, выходное сопротивление ЭП на ВЧ может иметь ( и имеет для ВЧ-транзисторов) индуктивный характер, а потому переходные процессы могут иметь колебательный характер и даже выходить на режим автоколебаний при некоторой емкости нагрузки.

 

В примере ниже, хорошо видны и колебательная составляющая и медленный спад на "минусе" сигнала:

post-29537-1467278122_thumb.png post-29537-1467278128_thumb.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Да, не внимательно прочитал про колебания.

Осмелюсь напомнить старую дискуссию о повторителе опорного источника на OPA350. Там на выход непосредственно подключался конденсатор большой емкости.

http://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...st&p=644438

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...