[next_xt 0]

Здравствуйте!

Понадобилось сделать тестовую схему для измерения высоковольтного фототока для тестирования оптронов с фотогенерацией тока наподобие Toshiba TLP590B.
https://toshiba.semicon-storage.com/ru/product/opto/photocoupler/detail.TLP590B.html
https://toshiba.semicon-storage.com/info/docget.jsp?did=16948&prodName=TLP590B
Там получается на выходе фотогенерированный ток от 1 до 50мкА. Внутреннее сопротивление источника получается примерно 200кОм-1МОм (при малом токе падает и выходное напряжение). Это много проще, чем регистрация фототоков обычного фотодиода.
На вход подобного оптрона будет подаваться синусоидальный тестовый сигнал до нескольких килогерц с разной силой тока. На выходе преобразователя ток-напряжения нужно получить прошедший сигнал амплитудой до 3В.
Но нюанс в том, что напряжение на выходе оптрона может достигать 10В (в формальном пределе).

С учётом того, что мне важно хорошее подавление синфазных сигналов (придётся много всего настраивать при открытом корпусе), мне приглянулась схема с прямым подключением источника фототока к дифференциальным входам инструментального ОУ.
Нашёл её в двух вариантах описаний:
1) https://www.kit-e.ru/articles/usil/2009_03_46.php (смотри рис.10)

2) https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=184339
https://www.radiolocman.com/shem/schematics.html?di=184339

Но поскольку я новичок в электронике, хотелось бы подстраховаться, что там нет фатальных засад по отношению к моему случаю жизни.
Поэтому буду очень благодарен помощь в правильном понимании нескольких вопросов.

1) Такая схема точно подойдёт для моего случая жизни?
Я боюсь перегрузить ОУ по напряжению в этой схеме, поскольку источник фототока и напряжения 10В включается вместо резистора, который в норме должен устанавливать усиление.

2) Это будет работать именно как трансимпендансный усилитель? Выглядит запутано.

3) Я планирую поставить туда инструментальный ОУ с допустимой амплитудой входного напряжения не меньше 10В (типа INA114, INA129 или AD620).
Это подойдёт?

 

Есть ещё один вопрос по схеме рис.10 https://www.kit-e.ru/articles/usil/2009_03_46.php
Там для примера используются отдельные ОУ, не единый инструментальный.
В такой схеме для моего случая тоже нельзя использовать входные ОУ с допустимой амплитудой входного напряжения меньше 10В?

[Plain 168]

Вы бы рассказали, какой гвоздь собираетесь микроскопом забивать, потому что для достоверной передачи аналогового сигнала, чем-то готовым покупным и сразу достоверно точно, не требуются никакие вышеописанные лабораторные изыскания.

[k155la3 26]

Исходя из даташита - назначения девайса,

Quote

Telecommunications Programmable Controllers MOS Gate Drivers MOSFET Gate Drivers

The TLP590B is suitable for MOSFET gate drivers.

странный выбор для работы с аналоговым сигналом. 

ОНО сделано высоковольтным как раз для дискретной работы, в том числе с затворами MOSFET, а Вы собираетесь через него передавать-измерять нечто синусоидальное.

Может в эту HCPL-7800 сторону ?

Насколько я понял Plain  Вы собираетесь дорогостоящим инстр. усилителем обрабатывать сигнал от дешевого и дискретно-цифрового оптрона.

Еслиб Вы их (оптронов) производили, это еще можно понять, для тестирования (?) или входного контроля ?

[MegaVolt 25]

4 часа назад, next_xt сказал:

Понадобилось сделать тестовую схему для измерения высоковольтного фототока для тестирования оптронов с фотогенерацией тока наподобие Toshiba TLP590B.

Не очень понятно откуда берётся высоковольтность? И при чём тут она к фототоку?

Цитата

На выходе преобразователя ток-напряжения нужно получить прошедший сигнал амплитудой до 3В.
Но нюанс в том, что напряжение на выходе оптрона может достигать 10В (в формальном пределе).

Опять не очень понятно. Или мы говорим о 10В при нулевом токе.
Или мы говорим про измерение тока на непонятной нагрузке. Или при КЗ? 

Цитата

1) Такая схема точно подойдёт для моего случая жизни?

Пока не понятен случай сложно сказать что именно подойдёт.

Кстати точность измерения тоже не задана.

Может хватит резистора 60 КОм на землю и повторителя :)

[next_xt 0]

Казалось, что всё вполне очевидно, но поясню.

Мне нужно сделать простую разовую тестовую схему, чтобы посмотреть особенности прохождения сигналов через оптроны с формированием фототоков. Произвести некоторые предварительные исследования, чтобы оценить смогу ли я использовать какое-нибудь из подобных устройств нестандартным образом для нужных мне целей. Мне принципиально важно оценить динамические параметры токов на их выходе. Значит, нужно трансимпендансное преобразование.

Высоковольтность - понятие относительное. Но 10В в источнике (да, в пределе, но посмотрите сначала графики) - это представляет большую сложность по сравнению с 1,5В, приходится осторожнее подбирать компоненты.

Сигналом являются колебания тока, я об этом чётко написал. Напряжение - побочный фактор.

Точность измерений - тут трудно выдвигать жёсткие требования, поскольку большие требования - большая сложность. Я написал, что выходной сигнал для 50мкА должен укладывать в 3В (можно 1-3В). Это меня бы полностью устроило.

Для такой разовой схемы нет смысла стремиться сильно экономить. Лучше попытаться обеспечить качество и простоту схемы.

 

[Plain 168]

Обычный PC817 абсолютно линеен, полоса в том же включении порядка 10 МГц, Вам останется выяснить только персональный коэффициент передачи данного экземпляра, который суть технологический разброс.

[next_xt 0]

Спасибо за переживания, что я не понимаю чего хочу. Но я всё же понимаю. ;-)

Так что буду очень благодарен за помощь в моих конкретных вопросах топика.

[MegaVolt 25]

8 минут назад, next_xt сказал:

Спасибо за переживания, что я не понимаю чего хочу. Но я всё же понимаю. ;-)

Так что буду очень благодарен за помощь в моих конкретных вопросах топика.

В том и проблема что из вопросов следует не понимание. 

Если мы говорим про трансимпеданс и работу на КЗ то ни о каких 10В на выходе и речи не идёт. А вы вроде как про них спрашиваете. 
Ещё раз повторюсь малюсенькая солнечная батарейка на выходе этого элемента может давать или ток 50 мкА или напряжение 10В но не то и другое одновременно. Т.е. если она даёт 50 мкА то выходное напряжение = 0. И соответственно вопроса про 10В не может быть.

Опять же пока не сказано точность то нет никакого смысла заниматься хитрыми схемами. 

Опять же есть готовые трансимпедансники даже с диф. выходом. например AD8015. Вообще идеально всё подавят. Но правда выход нужно будет усиливать.

[next_xt 0]

Если бы был сильно знающим, то не просил бы помощи. Чего зря пинать.

Я чётко объяснил что мне нужно и дал ссылки на статьи, где объясняется чем обусловлен мой интерес к конкретной схеме. Там есть много выгод и относительная простота схемы.

По поводу оптронов с фотогенерацией. Я знаю их специфику. Пожалуйста, взгляните на графики из спецификации. Они объясняют ситуацию.

Там при больших (даже не предельных) входных токах даже при КЗ на выходе до 10В может догнаться. Нет чётких гарантий, что не догонится. Я вовсе не планирую, чтобы были предельные токи, но всё же.

Лучше рассчитывать схему на наличие именно 10В на входе в пределе, чтобы ОУ не заглючил. Расчитаем на 5В - можем промахнуться.

Я в курсе сколько есть готовых трансимпендансников по названию. И спецификации практически у всех просмотрел. Но в случае их использования будет значительный проигрыш по CMR приведённым мной схемам.

В простейшем варианте, при пренебрежении CMR мог бы подойти OPA381. Но он имеет предел 5В по входу и мне очень важен хороший CMR.

Насчёт AD8015 - к сожалению, не то.

Во-первых, мне не нужны дифференциальные выходы. Понадобится - сделаю, но пока нет. Мне нужно, чтобы был высокий CMR для входного сигнала.

Во-вторых, это КВЧ ОУ (240МГц). А есть такой нюанс: высокочастотные трансимпендансные ОУ тупо перегреваются низкочастотными сигналами и начинают глючить. Об этом пишут вполне авторитетные люди.

[Plain 168]

Здесь годится любой диффусилитель на любом подходящем ОУ.

[MegaVolt 25]

25 минут назад, next_xt сказал:

По поводу оптронов с фотогенерацией. Я знаю их специфику. Пожалуйста, взгляните на графики из спецификации. Они объясняют ситуацию.

Если честно не очень. Явно видно что при сопротивлении шунта ниже 300 Ком 10 вольт он не достигнет никогда. В трансимпедансном включении входное сопротивление вообще нулевое. И значит никаких 10 вольт не будет.

(как трактовать первый график я вообще не понимаю. Такое ощущение что подают на выход некое напряжение. И ток может быть как втекающим так и вытекающим в зависимости от ПОДАННОГО выходного напржения а не от сгенерённого)

Но если вам спокойнее то не вопрос перестрахуйтесь и поставьте 10В усилок.

Опять же есть симулятор и можно посмотреть какие напряжения будут.

 

Цитата

Там при больших (даже не предельных) входных токах даже при КЗ на выходе до 10В может догнаться. Нет чётких гарантий, что не догонится. Я вовсе не планирую, чтобы были предельные токи, но всё же.

Это уже сказки. При КЗ на выходе чтобы было 10В нужно бесконечный ток. Что не реально. И графики напряжения от сопротивления нагрузки даны на 3 графике.

Цитата

Но в случае их использования будет значительный проигрыш по CMR приведённым мной схемам.

Пока вы так и не пояснили откуда взялась синфазная помеха и её уровень. а так же не рассказали пути её наведения на выход. По этому остаётся только довериться. Важно значит важно.

Цитата

Во-вторых, это КВЧ ОУ (240МГц). А есть такой нюанс: высокочастотные трансимпендансные ОУ тупо перегреваются низкочастотными сигналами и начинают глючить. Об этом пишут вполне авторитетные люди.

Это очень интересно. Можно ссылочку?

[next_xt 0]

Большое спасибо!

В принципе, когда ложился спать уже сам понял, что ошибся насчёт трансимпендансного режима. Там, действительно, напряжение не может быть отличным от нуля. Перепугался и запутался с этими графиками.

Постригусь и уйду в монахи с паяльником вместо свечки.

Высокий CMR нужен, чтобы подавлять наводки при тестовых перенастройках трансимпендансного усилителя с открытым корпусом. Насколько читал, он крайне чувствителен к такому.

По поводу ссылки на эффекты перегрева трансимпендансных КВЧ ОУ при низких частотах. К сожалению, даже не помню на каком языке это читал, на английском или русском. Попробую найти.

 

У меня, в сущности, остался один вопрос. Эти схемы точно работают в режиме именно трансимпендансного усилителя по входу?

1) https://www.kit-e.ru/articles/usil/2009_03_46.php (смотри рис.10)

2) https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=184339

[next_xt 0]

Вот эти схемы.

[next_xt 0]

Отдельно покажу ещё одну схему, из российского патента №2410833

Это не в тему топика (токи там не измеришь), но кому-то будет интересно посмотреть. Там используется другой тип подключения - к обычному дифференциальному ОУ.

Конденсаторную развязку там ставят только для случая регистрации частотного сигнала.

[vladec 7]

16 часов назад, next_xt сказал:

Есть ещё один вопрос по схеме рис.10 https://www.kit-e.ru/articles/usil/2009_03_46.php

Там для примера используются отдельные ОУ, не единый инструментальный.
В такой схеме для моего случая тоже нельзя использовать входные ОУ с допустимой амплитудой входного напряжения меньше 10В?

Если в этой схеме хотите получить максимальный (двойной) рабочий диапазон напряжений, следует учитывать, что каждый из входных операционников смещен всегда в одной своей полярности входного напряжения с фотодиода, поэтому их лучше запитывать с "перекосом". Один максимальным положительным напряжением и близким к нулю отрицательным, другой -- наоборот.