Jump to content

    
Sign in to follow this  
TheMad

Пиковый детектор

Recommended Posts

Это абсолютно неверно. Даже при идеальном повторителе схема будет неустойчивой.

 

А вот это - совсем не факт , тут всё зависит от соотношения разных параметров ОУ и ёмкости конденсатора ! Причём , случай идеального повторителя равносилен схеме вообще БЕЗ повторителя . А схема , которую применял автор темы сначала - была БЕЗ повторителя и , заметьте , НЕ имела выброса , следовательно - была устойчива . Неустойчивость ( и как следствие - выброс ) появилась у неё после введения именно повторителя , как результат запаздывания в нём . Тут нет ничего странного . Очень часто бывает , что устойчивая схема начинает возбуждаться при введении относительно небольшого запаздывания ..........

 

Правильно, не относится. Но так уж вышло. :)

Основной принцип "токового зеркала" - управление током p-n перехода падением напряжения на другом переходе.

В данном случае, имеет место быть именно это явление.

 

Если уж быть совсем точным , то токовое зеркало - есть ИСТОЧНИК ТОКА , управляемый другим током , причём током той же полярности , в этом суть дела . И дело тут даже не в переходах , так как есть токовые зеркала на мосфетах , у которых нет переходов . У нас же , согласен , есть два диода , ток одного влияет косвенно на ток другого ( через цепь ООС ) ..... но источника тока - нет ( ток у нас зависит ещё и от сопротивления цепи ) , поэтому нет и токового зеркала как СХЕМЫ .

Share this post


Link to post
Share on other sites
А вот это - совсем не факт , тут всё зависит от соотношения разных параметров ОУ и ёмкости конденсатора ! Причём , случай идеального повторителя равносилен схеме вообще БЕЗ повторителя . А схема , которую применял автор темы сначала - была БЕЗ повторителя и , заметьте , НЕ имела выброса , следовательно - была устойчива .
Уверен, что автор темы слегка ошибся. :) Переходные процессы он не снимал - наверное, в этом всё дело.

Я уже советовал посмотреть на осциллограммы данного ОУ при подключении выхода к ёмкостной нагрузке. 10 нФ примерно соответствуют границе устойчивости - декремент затухания переходного процесса очень мал. 3,3 нФ, несомненно, также приведут к значительному выбросу, который испортит всё измерение.

Введение резистора R1 в цепь заряда кондёра только усугубит всё дело - полюс отодвинется в область НЧ, в зону бОльшего усиления ОУ.

 

...Неустойчивость ( и как следствие - выброс ) появилась у неё после введения именно повторителя , как результат запаздывания в нём . Тут нет ничего странного . Очень часто бывает , что устойчивая схема начинает возбуждаться при введении относительно небольшого запаздывания ..........
Я не спорю с тем, что введение дополнительной задержки ухудшает устойчивость в данном случае, а говорю лишь о том, что она будет плохой и при идеальном повторителе. А лихое предположение о сравнимости времён задержек в цепи кондёра и в повторителе не выдерживает просто никакой критики.

 

 

...Если уж быть совсем точным , то токовое зеркало - есть ИСТОЧНИК ТОКА , управляемый другим током , причём током той же полярности , в этом суть дела . И дело тут даже не в переходах , так как есть токовые зеркала на мосфетах , у которых нет переходов . У нас же , согласен , есть два диода , ток одного влияет косвенно на ток другого ( через цепь ООС ) ..... но источника тока - нет ( ток у нас зависит ещё и от сопротивления цепи ) , поэтому нет и токового зеркала как СХЕМЫ .
Простите, Вы уже посчитали время установления? Или хотите, чтобы я это сделал за Вас?

Дело в том, что диод - это не просто ключ. Ток через него описывается соотношением I=I0*exp(U/kT).

Напряжение на цепочке D3R1, а, следовательно, и ток через неё, будет определяться падением напряжения на цепи D2R2. В этом смысле, первая из них и является источником зарядного тока кондёра.

Воспользуйтесь формулой, и посчитайте время установления напряжения от 0 до хотя бы 17 мВ при 20 входных. А потом продолжим. :)

 

 

...А вот по поводу резистора - интересно было бы услышать почему. Вообще у меня выходное сопротивление источника сигнала достаточно велико (килоомы), поэтому в моем случае этого можно и не делать.
Нужны уточнения.

1. Источник имеет чисто активный импеданс, или заметную реактивную составляющую?

2. Какова длина проводов от источника до детектора?

 

Перевод ОУ в режим класса А заданием начального тока в его выходной каскад благотворно сказывается на форме переходных процессов.

Edited by Stanislav

Share this post


Link to post
Share on other sites

2Stanislav:

Источник сигнала имеет активное выходное сопротивление, около килоома. Подключен кусочком рк-50-2-11 длиной около метра с соответствующими разъемами. Никакого согласования нет, при таких расстояниях и длительностях форма импульса не искажается с достаточной для практики точностью.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Простите, Вы уже посчитали время установления? Или хотите, чтобы я это сделал за Вас?

Дело в том, что диод - это не просто ключ. Ток через него описывается соотношением I=I0*exp(U/kT).

Напряжение на цепочке D3R1, а, следовательно, и ток через неё, будет определяться падением напряжения на цепи D2R2. В этом смысле, первая из них и является источником зарядного тока кондёра.

Воспользуйтесь формулой, и посчитайте время установления напряжения от 0 до хотя бы 17 мВ при 20 входных. А потом продолжим. :)

 

Строго считать - чур меня ! :) Там нелинейный дифур получается даже в квазистатическом приближении , ну его нафиг ..... :)

Но приближённый анализ показывает , что при разнице между входным напряжением и выходным более некоего порога ( порядка 100-200 мв ) постоянная времени стремится к R1*C , а при меньших значениях - к R2*C . Таким образом и выходит , что схема очень быстро зарядит кондёр до некоего уровня , близкого ко входному напряжению , а потом заряд плавно замедлится , и мы медленно "подъезжаем" к точке назначения ....... позволит ли это получить необходимую точность в нашем случае ? Сразу сказать не могу , это зависит от разных обстоятельств ....... возможно , что и нет . Далее , как я мыслю , при реальной отладке этой схемы возникнет необходимость УМЕНЬШИТЬ этот самый порог , чтобы схема быстрее заряжала кондёр до нужной точности . Тут я склоняюсь к тому решению , про которое писал раньше - добавлению небольшого резистора последовательно с D2 , или же ещё одного диода . Падение напряжения на нём приведёт к более резкому открыванию D3 при малых напряжених на входе и соответственно - к более "шустрому" установлению выходного напряжения . Тут , короче , испытывать надо ....... будет время - я это дело проверю . Правда , точно таких ОУ у меня нет , есть похожие .... так что результат по времени установления будет несколько другим , понятное дело .

 

Перевод ОУ в режим класса А заданием начального тока в его выходной каскад благотворно сказывается на форме переходных процессов.

 

Кстати , этот фокус тут пользы не даст , ибо он в других случаях полезен . Перевод в класс А нужен для уменьшения искажений , возникающих от переключения выходных транзисторов ОУ при усилении переменного тока . Так иногда делают , например , в звуковых усилителях . А у нас тут происходит только ЗАРЯД кондёра , а значит - внутри ОУ при этом будут работать транзисторы , подсоединённые к + питания . То есть - во время заряда переключения нет , а значит и класс А пользы не даст , ИМХО .

Edited by deemon

Share this post


Link to post
Share on other sites
Воспользуйтесь формулой, и посчитайте время установления напряжения от 0 до хотя бы 17 мВ при 20 входных. А потом продолжим. :)

 

Хотя , что-то я тут притормозился , гы-гы . При низких уровнях схема ведь не перейдёт в состояние с малой постоянной времени - нелинейность ещё не будет сказываться , так что постоянная будет порядка 7 мкс . А это при длительности импульса , например , в те же 7 мкс даст погрешность около 30% . А автору при 20 мв на входе нужно иметь погрешность не хуже 20% ....... Так что без доводки этот вариант на низких уровнях не прокатит :( Испытывать надо сразу усовершенствованный вариант , это уж точно ........ С другой стороны , при размахе сигналов в несколько вольт - всё будет довольно симпатично и так .

Edited by deemon

Share this post


Link to post
Share on other sites

Тему почистил от флуда и флейма.

deemon настоятельно прошу высказываться СТРОГО по существу вопроса. Еще раз перечитайте п. 2.1 (а,б) правил!

 

Надеюсь на продолжение конструктивного диалога.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Строго считать - чур меня ! :) Там нелинейный дифур получается даже в квазистатическом приближении , ну его нафиг ..... :)
Мне тоже лень, но, по прикидке, получится время порядка 10 мкС, что более, чем на порядок больше максимально допустимого (импульсы-то колоколообразные :) ).

 

...Но приближённый анализ показывает , что при разнице между входным напряжением и выходным более некоего порога ( порядка 100-200 мв ) постоянная времени стремится к R1*C , а при меньших значениях - к R2*C .
Вот-вот, я про это и говорил. Неточность у меня только в том, что я изначально рассматривал малые сигналы (на больших проблемм, конечно, меньше во всех отношениях).

 

...Таким образом и выходит , что схема очень быстро зарядит кондёр до некоего уровня , близкого ко входному напряжению , а потом заряд плавно замедлится , и мы медленно "подъезжаем" к точке назначения ....... позволит ли это получить необходимую точность в нашем случае ? Сразу сказать не могу , это зависит от разных обстоятельств ....... возможно , что и нет . Далее , как я мыслю , при реальной отладке этой схемы возникнет необходимость УМЕНЬШИТЬ этот самый порог , чтобы схема быстрее заряжала кондёр до нужной точности . Тут я склоняюсь к тому решению , про которое писал раньше - добавлению небольшого резистора последовательно с D2 , или же ещё одного диода ...
:)

Я писал уже - в этом случае получите выброс. Такая цепочка не решает проблемы устойчивости. А высокое качество фиксации пикового значения возможно только при соблюдении 2-х условий:

1. Высокая скорость перезаряда запоминающей ёмкости (которую Вы почему-то предлагаете ограничить диодом);

2. Общая петля ООС с хорошим демпфированием, при котором переходный процесс получается гладким и без выбросов.

 

Для коррекции же переходного процесса нужно использовать RC-цепочку с выхода левого ОУ на его инвертирующий вход (часто достаточно просто небольшого кондёра).

 

 

...Падение напряжения на нём приведёт к более резкому открыванию D3 при малых напряжених на входе и соответственно - к более "шустрому" установлению выходного напряжения . Тут , короче , испытывать надо ....... будет время - я это дело проверю . Правда , точно таких ОУ у меня нет , есть похожие .... так что результат по времени установления будет несколько другим , понятное дело .
Только rail-to-rail по выходу не берите, а то получится совсем плохо.

 

 

...Кстати , этот фокус тут пользы не даст , ибо он в других случаях полезен .
???

...Перевод в класс А нужен для уменьшения искажений , возникающих от переключения выходных транзисторов ОУ при усилении переменного тока . Так иногда делают , например , в звуковых усилителях . А у нас тут происходит только ЗАРЯД кондёра , а значит - внутри ОУ при этом будут работать транзисторы , подсоединённые к + питания . То есть - во время заряда переключения нет , а значит и класс А пользы не даст , ИМХО .
Это не так. Работа в классе А уменьшает задержку распространения сигнала со входа на выход ОУ и отодвигает полюс, образованный его выходным каскадом, в область ВЧ, что есть очень даже вери гут для данного применения.

 

Хотя , что-то я тут притормозился , гы-гы . При низких уровнях схема ведь не перейдёт в состояние с малой постоянной времени - нелинейность ещё не будет сказываться , так что постоянная будет порядка 7 мкс . А это при длительности импульса , например , в те же 7 мкс даст погрешность около 30% .
Нет, гораздо больше. Учтите форму импульсов.

...А автору при 20 мв на входе нужно иметь погрешность не хуже 20% .......
Даже 15%. :)

Если учесть ещё перенос заряда и токи утечки - станет совсем грустно... :(

...Так что без доводки этот вариант на низких уровнях не прокатит :( Испытывать надо сразу усовершенствованный вариант , это уж точно ........ С другой стороны , при размахе сигналов в несколько вольт - всё будет довольно симпатично и так .
А так, как предложено мной, и как реализовано автором темы - всё равно лучше. ИМХО.

 

2Stanislav:

Источник сигнала имеет активное выходное сопротивление, около килоома. Подключен кусочком рк-50-2-11 длиной около метра с соответствующими разъемами. Никакого согласования нет, при таких расстояниях и длительностях форма импульса не искажается с достаточной для практики точностью.

Я бы на Вашем месте резистор поставил обязательно. Хотя бы для того, чтобы избежать паразитных резонансов на ВЧ, а также уменьшить влияния ёмкости кабеля на работу схемы детектора.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А в чём там цимес, я не понял?

По-моему, ещё один вариант не слишком удачной схемы пикового детектора. Если не так, поправьте. плиз.

Да я и сам толком не понял, если честно. Но фишка типа в цена/качество.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да я и сам толком не понял, если честно. Но фишка типа в цена/качество.
Типа, фирма гарантирует...

Между тем, нетрудно показать, что это вовсе не так.

Share this post


Link to post
Share on other sites

С вашего позволения подниму тему Пикового детектора еще раз.

Потребовалось сделать подобное устройство, но для быстрых сигналов. Частота входных сигналов до 10 МГц. Амплитуды до 5В. Т.е. нужен быстрый пиковый детектор.

Испытывалась традиционная схема (подобная у TheMad), со сбросом:

Операционники AD817 и/или AD8033.

Емкость хранящего конденсатора брал 120-330пф.

Диоды КД522, или КД512, или 1N4448.

Транзистор для ключа сброса или биполярный (КТ368), или полевой(КП303), или ключ ADG417.

Имею вполне приличную работу пик. детектора, но до частоты 2-2,5МГц.

Далее спад (или завал перед пиком) и пролезание части быстрого импульса входного сигнала.

Считаю что это из-за медленного ключа сброса?

И возможно диода ?

Может кто-то имеет идеи по построению пикового детектора для быстрых сигналов,

выскажитесь пожалуйста !

Share this post


Link to post
Share on other sites
С вашего позволения подниму тему Пикового детектора еще раз.

Потребовалось сделать подобное устройство, но для быстрых сигналов. Частота входных сигналов до 10 МГц. Амплитуды до 5В. Т.е. нужен быстрый пиковый детектор.

Испытывалась традиционная схема (подобная у TheMad), со сбросом:

Операционники AD817 и/или AD8033.

Емкость хранящего конденсатора брал 120-330пф.

Диоды КД522, или КД512, или 1N4448.

Транзистор для ключа сброса или биполярный (КТ368), или полевой(КП303), или ключ ADG417.

Имею вполне приличную работу пик. детектора, но до частоты 2-2,5МГц.

Далее спад (или завал перед пиком) и пролезание части быстрого импульса входного сигнала.

Считаю что это из-за медленного ключа сброса?

И возможно диода ?

Может кто-то имеет идеи по построению пикового детектора для быстрых сигналов,

выскажитесь пожалуйста !

Точные ВЧ пиковые детекторы строятся принципиально по-другому, обычно на основе однополярного ИТУН, заряжающего емкость (которая таким образом выполняет функцию формирования основного полюса петлевого усиления). ООС в свою очередь, берется с выхода простейшего (но очень быстрого) повторителя напряжения на емкости. Лучше всего это делать на кремнии (БМК), на "россыпи" паразитные параметры монтажа очень сильно портят характеристики - погрешности в единицы мВ на 5-В импульсе длиной всего 20-30 нс не видать, как ямщику горностаевой мантии..

В схеме на ОУ получается минимум 3 полюса передаточной функции, а это означает, что получить точный пиковый детектор (даже без учета паразитных индуктивностей монтажа и емкостей диодов) можно только для частот, как минимум, в десятки раз меньших, чем f1 ОУ.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Меня не интересует в данном случае высокая точность - 10% устроит. Но я вижу ограничение по частоте в типовой схеме, при тех компонентах что я написал ранее. При этом полоса для АД8033 - 80MHz, скорость нарастания - 80V/us. А чтобы я не делал в схеме - получаю ограничение в пиковом детекторе с 2MHz.

Может есть еще идеи - где копать, чтобы улучшить работу хотя бы до 5 MHz?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Может есть еще идеи - где копать, чтобы улучшить работу хотя бы до 5 MHz?

В сторону дискретных транзисторов или сборок. На Intersilовских HFA3135 HFA3096 и иже с ними можно отдельные наносекунды ловить если собрать что-то типа аттача. Смотрите патенты US5381146 и те, которые на него ссылаются.

post-1741-1206614650_thumb.jpg

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