Jump to content

    

Усилитель ВЧ импульсов на транзисторах

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.

 

circuit.png

gen.png

Oscill.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

bad-333.thumb.gif.7898816b455eaa02e482c86910315346.gif

 

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

Edited by Plain

Share this post


Link to post
Share on other sites
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?

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
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).

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
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

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

когда требуется жестокая экономия транзисторов, иногда приходится вставлять индуктивности

250ns.thumb.png.4c8643c3fe050ad54a6ddf94c30f7b5b.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this