[next_xt 0]

39 минут назад, vladec сказал:

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.

То есть, подсоединить входные ОУ с перекосами относительно двуполярного питания с заземлением? Один питанием на плюс - другой на минус?

 

Это для удвоения диапазона входного напряжения? В принципе, выяснилось, что это не требуется в случае использования трансимпендансной схемы.

Вопрос только: Эти схемы точно работают в режиме именно трансимпендансного усилителя по входу?

 

 

 

###############################################################################################

Я смог раскопать кое-что из попавшегося мне по теме низкочастотного перегрева трансимпендансных ОУ. Эффект называется "thermal tails".

Часть раскопать не смог. Там говорилось, что проблеме наиболее подвержены именно специализированные трансимпендансные КВЧ ОУ, поэтому их нельзя ставить в схемы с килогерцовым диапазоном сигналов.
Вот несколько источников по этой теме:

 

Операционный усилитель с токовой обратной связью — Википедия
Для ОУ ТОС характерны и не встречающиеся в классических ОУ тепловые искажения («тепловые хвосты», англ. "thermal tails"). На практике они проявляются в затягивании реакции на скачок входного сигнала: ОУ ТОС отрабатывает 99,9% выходной ступеньки с паспортной скоростью, но последние 0,1% могут занимать непредсказуемое время и потому не нормируются. Искажения этого рода существенны лишь при частоте следования импульсов порядка нескольких кГц и ниже в задачах, критичных к качеству передачи формы импульса — например, при обработке видеосигналов. Наименее подвержены «тепловым хвостам» ОУ ТОС в инвертирующем включении, так как на входы усилителя подаётся постоянное (нулевое) синфазное напряжение. Причина этого явления — в тепловой изоляции транзисторов друг от друга и от общей подложки, свойственной всем техпроцессам кремний на изоляторе. Саморазогрев транзисторов происходит быстрее, нежели в ИС с изоляцией pn-переходом, а разница температур между холодными и горячими транзисторами достигает величин, которыми уже нельзя пренебрегать. На малом сигнале сужается полоса пропускания схемы; на большом сигнале перестаёт действовать принцип транслинейности, что проявляется в тепловой нелинейности и дрейфе смещения (рабочей точки). Наиболее чувствительны к этим явлениям токовые зеркала, бандгапы, транслинейные эмиттерные повторители и их комбинации — в том числе ОУ ТОС.

Ask The Applications Engineer-22: Current Feedback Amplifiers I
Q. In what conditions are thermal tails a problem?

Ответ:
Это зависит от частоты и формы волны. Термические хвосты не возникают мгновенно; тепловой коэффициент транзисторов (который зависит от процесса) будет определять время, которое требуется для изменения температуры и изменения параметров, а затем восстанавливаться. Например, усилители, изготовленные по высокоскоростному комплементарному биполярному (CB) процессу Analog Devices, не имеют значительных тепловых хвостов для входных частот выше нескольких кГц, поскольку входной сигнал изменяется слишком быстро. Системы связи, как правило, больше заботятся о спектральных характеристиках, поэтому дополнительные ошибки усиления, которые могут быть вызваны тепловыми хвостами, не важны. Тепловые хвосты при изменении уровня постоянного тока могут отрицательно влиять на ступенчатые сигналы, такие как те, которые используются в приложениях обработки изображений. Для этих приложений усилители с обратной связью по току могут не обеспечивать адекватной точности установления.

Ask the Applications Engineer—18: Settling Time
Q. Why do data sheets sometimes define short term and long term settling characteristics?

Тепловые хвосты возникают, когда изменения уровня напряжения в операционном усилителе, вызванные ступенчатым переходом, создают температурные градиенты среди транзисторов. Подходящие транзисторы не будут хорошо отслеживать, пока они находятся при временно разных температурах. Тепловая постоянная времени чипа определяет, сколько времени потребуется для восстановления равновесия. Операционные усилители предназначены для предотвращения или уменьшения этих эффектов путем тщательного размещения устройств и стратегий, обеспечивающих тепловую симметрию, но это проще для низкоуровневых высокоточных устройств, чем для высокоскоростных, из-за больших и быстрых колебаний сила, которая возникает.

В частности, новые диэлектрически изолированные процессы (такие как XFCB), которые создали чудеса для улучшения необработанной скорости операционных усилителей, могут иметь некоторые трудности в минимизации присутствия тепловых хвостов. Это потому, что процесс обеспечивает каждый транзистор отдельной диэлектрической "ванной". Хотя эта диэлектрическая изоляция уменьшает паразитную емкость и значительно ускоряет электрические характеристики, она также обеспечивает теплоизоляцию, которая замедляет отвод тепла к подложке.

Серьезность длинных хвостов зависит от применения. Например, некоторые системы производят выборку со скоростями, совместимыми с начальным кратковременным временем оседания, и на них не оказывают серьезного влияния долгосрочные отклонения. Системы связи и другие, где свойства частотной области преобразованного сигнала являются наиболее важными, являются примерами таких систем. Хотя долговременные погрешности установления могут приводить к изменениям в усилении и смещении, долгосрочные тепловые хвосты будут иметь минимальный вклад в продукты искажения оцифрованного сигнала. Для этих систем измерения в частотной области, такие как продукты искажения, являются более важными, чем измерения во временной области, такие как время установления.

В ответе даётся пример графиков.

LTC2387 Drivers Part II
Даётся скриншот осциллограммы эффекта.
Figure 4. Square wave test near 1/2 Nyquist (3.75 MHz), showing thermal tail in zoomed Y axis.

Изменено 7 марта, 2019 пользователем next_xt
Наложение текстов, два моих сообщения перепутались, глюк движка форума

[vladec 7]

14 минут назад, next_xt сказал:

То есть, подсоединить входные ОУ с перекосами относительно двуполярного питания с заземлением? Один питанием на плюс - другой на минус?

Да примерно так. Просто качественные операционники для трансимпеданса обычно имеют малые значения предельного напряжения питания (типовое значение 5,5В) и из за этого могут быть проблемы.

[next_xt 0]

8 минут назад, vladec сказал:

Да примерно так. Просто качественные операционники для трансимпеданса обычно имеют малые значения предельного напряжения питания (типовое значение 5,5В) и из за этого могут быть проблемы.

Я что-то не вижу как это можно там сделать. Нарисуете на этой схеме (рис.10) в Paint?

[MegaVolt 25]

На счёт тепловой ошибки они показывают на картинке ошибку 0,02%.
Вам действительно нужна такая точность?

 

На счёт CMR.... я работаю с токами на пару парядков ниже. Всё открытое и лапается пальцами. Какие то наводки видны разве что если напрямую пальцем на вход тыкать. Там от светодиода до операционника считанные миллиметры. Чтобы на них что-то навелось нужно постараться. Но это при дифф выходе который как раз сильно защищён от всяких наводок.

По этому я не очень вижу смысл городить схемы в пару операционников... но хозяин барин. Должно работать. 

[next_xt 0]

6 минут назад, MegaVolt сказал:

На счёт тепловой ошибки они показывают на картинке ошибку 0,02%.
Вам действительно нужна такая точность?

На счёт CMR.... я работаю с токами на пару порядков ниже. Всё открытое и лапается пальцами. Какие то наводки видны разве что если напрямую пальцем на вход тыкать. Там от светодиода до операционника считанные миллиметры. Чтобы на них что-то навелось нужно постараться. Но это при дифф выходе который как раз сильно защищён от всяких наводок.

По этому я не очень вижу смысл городить схемы в пару операционников... но хозяин барин. Должно работать. 

Спасибо за информацию из личного опыта! Она важна.
Радует, что всё не так плохо по наводкам. В разных источниках утверждалось, что они очень большие для трансимпендансных схем, напугали.

Но всё же, для окончательного устранения сомнений по данным мной примерам схем:
Эти схемы точно работают в режиме именно трансимпендансного усилителя по входу?

[next_xt 0]

Ещё вопрос.

Что из параметров инструментального ОУ является основными источниками результирующей ошибки выходного напряжения в этой схеме (см. начало топика и приложенные схемы)? Ведь она является нестандартной относительно штатной схемы использования инструментального ОУ.

Есть параметры входного смещения ОУ по напряжению и току. Они примерно одинаково важны или какой-то параметр более важен? Это влияет на выбор ОУ.

При таком подключении источника фототока происходит удвоение или взаимокомпенсация входных смещений? Мне кажется, что удвоение.

 

Изменено 7 марта, 2019 пользователем next_xt
Уточнение постановки вопроса

[Plain 168]

11 часов назад, next_xt сказал:

Высокий CMR нужен

Для такой хотелки оптрон должен быть симметричным для синфазной помехи, т.е. с калиброванными проходными емкостями, а это сильно вряд ли — например потому, что это не абстрактный оптрон, а таки драйвер затвора, т.е. в придачу разрядная схема.