[shamrel 0]

Приветствую! Сдаюсь. Никогда не был силен в аналоговой схемотехнике. Помогите разобраться.

Требуется сделать выходной буфер для импульсных сигналов. Амплитуда 10В-12В,  фронты нужны не более 50 нс.  Длительность импульсов 250 нс. Усилитель должен работать на нагрузку 50 Ом. На усилитель сигналы подаются с ПЛИС (TTL, 3.3V). Потребление схемы отходит на второй план.

В приложении схема из симулятора и осциллограмма. Даже в симуляции получается слишком большой фронт.

Помогите разобраться.

 

[HardEgor 62]

1 час назад, shamrel сказал:

Требуется сделать выходной буфер для импульсных сигналов. Амплитуда 10В-12В,  фронты нужны не более 50 нс.  Длительность импульсов 250 нс. Усилитель должен работать на нагрузку 50 Ом. На усилитель сигналы подаются с ПЛИС (TTL, 3.3V). Потребление схемы отходит на второй план.

Посмотрите как сделано в серийных генераторах импульсов. Схем импортных и советских генераторов в интернете хватает.

[MegaVolt 25]

1 час назад, shamrel сказал:

В приложении схема из симулятора и осциллограмма. Даже в симуляции получается слишком большой фронт.

Помогите разобраться.

Для Q3 разные сопротивления в базовой цепи. При выключении только R3=20 Ом. А при включении R1+R3 что уже 620 ом соответственно RC цепочка заряжается медленее что и видно на осциллограмме. Передний фронт длинный. Задний короткий.

Если это не лаба а реальная разработка может глянуть в строну какого нибудь драйвера для транзисторов. У них как раз мощный и шустрый выход. 
Ну или вообще поставить формирователь типа EL7155(EL7457) он может по 15 нс фронты сделать.

[Plain 166]

 

Т.е. принцип — R1 и R2 преобразуют входное униполярное напряжение в дифференциальный ток, который преобразуется в биполярный и подаётся в базу буфера.

Изменено 11 декабря, 2019 пользователем Plain

[shamrel 0]

1 hour ago, HardEgor said:

Посмотрите как сделано в серийных генераторах импульсов. Схем импортных и советских генераторов в интернете хватает.

Находил. Советские схемы на транзисторах. На очень много транзисторах.  Хотелось более интегральное решение.

48 minutes ago, MegaVolt said:

Для Q3 разные сопротивления в базовой цепи. При выключении только R3=20 Ом. А при включении R1+R3 что уже 620 ом соответственно RC цепочка заряжается медленее что и видно на осциллограмме. Передний фронт длинный. Задний короткий.

С замечанием согласен. Спасибо. Но сигнал уже до Q3 с завалами. Тем не менее, да.  Я специально в демонстрации осциллограф подключил на выход второго каскада.

Заряд базы Q2 проходит через R4, а разряд через R4+R5. Можно при таком подходе как-то, например с помощью диода, обеспечить дополнительную цепь разряда?

48 minutes ago, MegaVolt said:

Если это не лаба а реальная разработка может глянуть в строну какого нибудь драйвера для транзисторов. У них как раз мощный и шустрый выход. 
Ну или вообще поставить формирователь типа EL7155(EL7457) он может по 15 нс фронты сделать.

Это не лаба. Это будет воплощено в железе. EL7155 смотрю, это для меня новый класс микросхем. Спасибо за наводку. Но конкретно EL7155 мою глобальную задачу не решает. Я не полностью озвучил ТЗ, у меня помимо каналов (6 шт) с выходом на 12В, есть каналы с выходом на 35В (6 шт), где те же требования, только нагрузка не 50 Ом, а 75. И еще 6 каналов с выходом 5 В на нагрузку 50 Ом. И к тому же должна быть схема ограничения выходного тока при КЗ. Как в текущей "транзисторной" топологии реализовать ограничение тока я представление имею: в эмиттерной цепи Q3 добавить низкоомный шунт + обратная связь через дополнительный транзистор на базу Q3. В симуляторе такое работает.

 

45 minutes ago, Plain said:

Т.е. принцип — R1 и R2 преобразуют входное униполярное напряжение в дифференциальный ток, который преобразуется в биполярный и подаётся в базу буфера.

Спасибо. Но как я озвучил выше, у меня 18 каналов, и в итоге слишком много транзисторов.  Хотелось бы, чтобы хотя бы выходной каскад у всех 18 каналов был выполнен одинаково: общий коллектор с ограничением тока. Проблема как напряжение усилить для него.

 

Plain, Какой симулятор вы используете? Он лучше Multisim? На много сложнее?

 

 

 

[HardEgor 62]

2 минуты назад, shamrel сказал:

Находил. Советские схемы на транзисторах. На очень много транзисторах.  Хотелось более интегральное решение.

Спасибо. Но как я озвучил выше, у меня 18 каналов, и в итоге слишком много транзисторов.

А зачем тогда транзисторы рисуете? :)

Это называется видеоусилитель, есть готовые интегральные дешевые(Intersil и т.д. смотрите на digikey) и дорогие гибридные(типа Apex).

[shamrel 0]

 

7 minutes ago, HardEgor said:

А зачем тогда транзисторы рисуете? :)

1. Потому как интегрального на 35В ничего не нашел.
2. Потому как для транзистора в схеме с ОК знаю как ограничить выходной ток при КЗ.

8 minutes ago, HardEgor said:

Это называется видеоусилитель, есть готовые интегральные дешевые(Intersil и т.д. смотрите на digikey) и дорогие гибридные(типа Apex).

Спасибо. Посмотрю.

[HardEgor 62]

1 час назад, shamrel сказал:

1. Потому как интегрального на 35В ничего не нашел.

Из самого простого можно рассмотреть драйверы IGT/MOSFET, например быстрые IXYS до 35В питание.

[shamrel 0]

13 hours ago, Plain said:

Т.е. принцип — R1 и R2 преобразуют входное униполярное напряжение в дифференциальный ток, который преобразуется в биполярный и подаётся в базу буфера. 

 

Благодарю. Собрал в Multisim, схема отлично работает, в том числе и на 36В. Единственное в базовую цепь Q3 вставил резистор 50 Ом для регулировки заднего фронта. Мне почему-то не удается найти интегрального исполнения этой схемы.

Рассматриваю вариант схемы, где в качестве предварительно усилителя напряжения использован ОУ, а выходной каскад выполнен на транзисторе в схеме с ОК с защитой. Все ОУ, которые нахожу, либо обладают низким быстродействием, либо, напряжением питания ниже 36 В.

 

11 hours ago, HardEgor said:

Из самого простого можно рассмотреть драйверы IGT/MOSFET, например быстрые IXYS до 35В питание.

Спасибо. посмотрел IGT/MOSFET, они меня еще больше пугают, чем схема на биполярных. и к тому же, среди быстродействующих не нашел на напряжение выше 35 В. Каюсь, не особо долго искал, так как боюсь  IGT.

[Александр Мылов 4]

Не понятно какую функцию несет R7?

[shamrel 0]

28 minutes ago, Александр Мылов said:

Не понятно какую функцию несет R7?

Нагрузка 50 Ом -- внешняя по отношению к прибору. В выходной ВЧ разъем должно быть возможно ткнуть осциллографом и увидеть адекватный сигнал. Без внутренней нагрузки там будет бяка. 

[Александр Мылов 4]

11 минут назад, shamrel сказал:

и увидеть адекватный сигнал

 Тогда через конденсатор R6.

[vladec 7]

18 часов назад, shamrel сказал:

Но как я озвучил выше, у меня 18 каналов, и в итоге слишком много транзисторов.

Plain предложил Вам схему на крошечных (SOT23), копеечных транзисторах, а у Вас три, но здоровенных (SOT89) и дорогущих, да еще и задачу не решающих.

А симулятор, очевидно LTSpice

[shamrel 0]

9 minutes ago, vladec said:

Plain предложил Вам схему на крошечных (SOT23), копеечных транзисторах, а у Вас три, но здоровенных (SOT89) и дорогущих, да еще и задачу не решающих. 

А симулятор, очевидно LTSpice 

Я отлично вижу разницу между решением от Plain и моей, исходной схемой. Более того, считаю его предложение наилучшим из всех, и пока оставляю его как основное. Только, на выходе я, все же поставлю свой дорогущий. У него напряжение КЭ выше.

Про LTSpice мне было не очевидно. Спасибо. Изучу.

[µ₀N² 0]

когда требуется жестокая экономия транзисторов, иногда приходится вставлять индуктивности