Jump to content

    
Sign in to follow this  
Vldmr

Высоковольтный(около 150В), линейный усилитель двуполярного сигнала

Recommended Posts

Встала тут проблема. Требуется линейный усилитель синусоидального сигнала, где-нибудь до 150 вольт. Частоты от 0 до 100кГц. Кто-нибудь знает, как это делается? Можно ли в Петербурге найти подходящие высоковольтные ОУ? Можно ли какую-нибудь схему придумать с низковольтным ОУ и высковольтными транзисторами?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Обратите внимание на схемотехнику обычных транзисторных УНЧ (вот хотя бы на эту). Комбинация ОУ-транзисторный выходной каскад позволяет получить отличную линейность. ОУ совсем не обязательно должен быть высоковольтным, нужно лищь правильно сконфигурировать ОС. Кроме того, если нагрузка плавающая, можно сделать усилитель мостовым, что снизит напряжение питания вдвое. Продолжая аналогию с аудиоусилителями, напомню, что традиционно высоковольтные усилители строились на лампах, жизнь вынуждала :) . Сейчас это экзотика, но некоторые идеи будут полезными, учитывая что лампы сейчас с успехом заменяют современные высоковольтные полевики с очень хорошими характеристиками. Посмотрите, может пригодится это.

Если сообщите больше подробностей, тут Вам смогут дать более конкретные советы.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Что касается монолитных(гибридных) ОУ на большие напряжения то сейчас у TI есть 3583(4) ОУи у Apex есть имс. (в приложении , есть и более высоковольтные). Но цены !!! Врядли кто возит их сюда.

PA83.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

Меня нтересовали Apex 103 и 97. Пока не заказывал и пробовал, некогда. Правда, говорят, стоят совсем не мало. Альтернативы реальной пока не встречал. Все мои знакомые лепят сами на рассыпухе со всеми вытекающими последствиями. Для сведения тех, кто не сталкивался: даже комплементарные пары на 300 и более вольт - проблема. Нужны маломощные, а не на амперы.

Share this post


Link to post
Share on other sites

итак...а пиво будет...смотри сюда и придет тебе счастя...

 

AN18

AN87

http://www.linear.com/search/searchResults...teCriteria=an87

 

и как счастя...пришло

Share this post


Link to post
Share on other sites
Обратите внимание на схемотехнику обычных транзисторных УНЧ (вот хотя бы на эту). Комбинация ОУ-транзисторный выходной каскад позволяет получить отличную линейность. ОУ совсем не обязательно должен быть высоковольтным, нужно лищь правильно сконфигурировать ОС. Кроме того, если нагрузка плавающая, можно сделать усилитель мостовым, что снизит напряжение питания вдвое. Продолжая аналогию с аудиоусилителями, напомню, что традиционно высоковольтные усилители строились на лампах, жизнь вынуждала :) . Сейчас это экзотика, но некоторые идеи будут полезными, учитывая что лампы сейчас с успехом заменяют современные высоковольтные полевики с очень хорошими характеристиками. Посмотрите, может пригодится это.

Если сообщите больше подробностей, тут Вам смогут дать более конкретные советы.

По-моему, обе схемы никуда не годятся. Вторая будет греться, как утюг, а в первой устанете менять транзисторы.

Кроме того, высоковольтные усилительные полевики - очень большая редкость.

 

2 Vldmr

Фраза "линейный усилитель синусоидального сигнала, где-нибудь до 150 вольт" абсолютно безграмотна. Ознакомьтесь сначала с терминами "амплитуда", "размах", "действующее значение", а потом переформулируйте вопрос с их использованием.

Далее, усилитель характеризуется не только выходным напряжением и полосой пропускания, но и другими параметрами, в частности, выходной мощностью (вместо неё можно привести импеданс нагрузки) и требуемым уровнем нелинейных искажений в данном случае синусоидального сигнала.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Фраза "линейный усилитель синусоидального сигнала, где-нибудь до 150 вольт" абсолютно безграмотна. Ознакомьтесь сначала с терминами "амплитуда", "размах", "действующее значение", а потом переформулируйте вопрос с их использованием.

Далее, усилитель характеризуется не только выходным напряжением и полосой пропускания, но и другими параметрами, в частности, выходной мощностью (вместо неё можно привести импеданс нагрузки) и требуемым уровнем нелинейных искажений в данном случае синусоидального сигнала.

Прошу прощения. Конечно, имелся ввиду усилитель с размахом сигнала на выходе до 150 вольт, который мог бы усиливать синусоидальный сигнал с малыми нелинейными искажениями. Насколько малыми? Тут уже другой вопрос. Хотелось бы не больше 1% по амплитуде во второй гармонике, т.е. вроде не критично в схемах, где в качестве усилительного элемента используется ОУ. Или я не прав?

Мощность усилителя не очень важна, т.к. нагрузка будет емкостная, около 100пф.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Как то делал на +/-500В на ГМИ-6Б с полосой 0...500 кГц. Тоже на емкостную нагрузку (отклоняющие электроды). Правда на такое напряжение тр-тов было не найти.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Прошу прощения. Конечно, имелся ввиду усилитель с размахом сигнала на выходе до 150 вольт, который мог бы усиливать синусоидальный сигнал с малыми нелинейными искажениями. Насколько малыми? Тут уже другой вопрос. Хотелось бы не больше 1% по амплитуде во второй гармонике, т.е. вроде не критично в схемах, где в качестве усилительного элемента используется ОУ. Или я не прав?

Мощность усилителя не очень важна, т.к. нагрузка будет емкостная, около 100пф.

Теперь гораэдо понятнее. :)

В таком случае, делайте, например, подобным образом:

post-4987-1171505591_thumb.jpg

Это только эскиз схемы. +-Uоу -напряжение питания ОУ +-0,6В (легко получить на маломощных стабилитронах, если нет дополнительного источника питания); +-Uп - напряжения питания (+-75В); Rоу - сопротивление нагрузки выхода ОУ (несколько десятков Ом); Cоу - корректирующая ёмкость, для данного приложения примерно 10-50 пФ (кроме того, она снижает нелинейные искажения).

Опер надо брать достаточно шустрый, с частотой ед. усиления порядка нескольких десятков мегагерц, и, очень желательно, не rail-to-rail, т.е., с низким выходным сопротивлением без ООС. Иначе без доп. коррекции не обойтись.

Если есть вопросы по эскизу схемы - задавайте. Постараюсь ответить подробнее.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Характер нагрузки и её величина мало что говорят. Куда нагрузка? На "+", "-" или на среднюю точку питания? И вообще - должно ли быть питание двуполярным? Схемотехника может быть совершенно разной.

Транзисторы для Вас скорее всего подойдут из отечественных 2Т (КТ) 504-506.

Что то я забыл - какая полоса частот Вам нужна непременно и без всяких там запасов?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Характер нагрузки и её величина мало что говорят.
Как это "мало что говорят"? Поясните мысль, плиз.

...Куда нагрузка? На "+", "-" или на среднюю точку питания?..
А какая разница? Сказано же - емкость 100 пФ.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Поясняю.

Задавая свои вопросы я пытался выяснить у Станислава ещё кое чего. Характер нагрузки и размах на выходе усилителя почти прямо указывают, что усилитель будет нагружен на пьезокристалл вибро или какого либо ещё привода. Для емкостного датчика положения частота и ёмкость другие на несколько порядков. Для отклоняющих пластин чего то механического? Что может быть такого, что можно было бы раскачать на десятках килогерц? Разве что какую нибудь капельную струю? Но тогда ёмкость должна быть на 1-2 порядка больше. Нам с Вами, кстати, ещё не ответили о необходимости двуполярного питания. Если я правильно предполагаю нагрузку в виде пьезокристалла, то второй его конец может сидеть где угодно и (тут ваше возмущение правомерно - усилитель об этом даже не знает) практически всегда сидит на массе. Но тут выступают на первую роль другие соображения:

1) Зачем нужны два источника и нельзя ли обойтись одним? Легкодоступные DC на такие напряжения отсутствуют. Приходится изображать самим и один всегда лучше, чем два.

2) Пьезокристаллы ощутимых размеров не любят частот выше нескольких килогерц (Помните мою просьбу об уточнении полосы?). Они или сразу разрушаются или отказывают в весьма обозримом будущем. Для них часто даже приходится ограничивать ток.

3) Источник сигнала как правило привязан к общему и к одному полюсу источника выходного напряжения. В итоге - усилитель с однополярным питанием.

4) Комплиментарная пара на выходе усилителя для предполагаемой мной нагрузки - на грани экзотики. Хватает и одного транзистора.

 

Прошу простить - вопросы я конечно задавал не Станиславу а Vldmr у.

Share this post


Link to post
Share on other sites
...Характер нагрузки и размах на выходе усилителя почти прямо указывают, что усилитель будет нагружен на пьезокристалл вибро или какого либо ещё привода...
Я бы сказал: смелое предположение. Об этом ничего не сообщалось.

...Для емкостного датчика положения частота и ёмкость другие на несколько порядков. Для отклоняющих пластин чего то механического? Что может быть такого, что можно было бы раскачать на десятках килогерц? Разве что какую нибудь капельную струю? Но тогда ёмкость должна быть на 1-2 порядка больше.
Вы ещё забыли упомянуть пару сотен устройств, имеющих ёмкостный характер сопротивления. :)

 

...Нам с Вами, кстати, ещё не ответили о необходимости двуполярного питания...
Вы очень невнимательно читаете тему. Между тем, в её названии содержится недвусмысленный ответ на Ваш вопрос.

Далее, ответ на вопрос:

...Что то я забыл - какая полоса частот Вам нужна непременно и без всяких там запасов?
содержится в первом же посте автора. :)

 

ЗЫ. Транзисторы в выходном каскаде должны быть всё-таки ВЧ. Из "древних" отечественных можно порекомендовать КТ604 или КТ940.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Отвечаю: Это должен быть лабораторный услилитель, который нагружается на фазовый модулятор через коаксиал(принципиально!), по совмистительству этот усилитель, скорее всего, будет использоваться и для других целей. Выходная ёмкость - ёмкость коаксиала, в основном. вот такая вот интересная задача

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если есть вопросы по эскизу схемы - задавайте. Постараюсь ответить подробнее.

Станислав, очень интересная схема.

Немного не понимаю, как работает. Что это за фокусы с питанием ОУ? Я раньше думал об управлении высоковольтными транзисторами с выхода ОУ, а тут они управляются через питание ОУ... Не могли бы пояснить?

Edited by Vldmr

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this