Jump to content

    

Возбуждается усилитель сигнала фотодиода

Поставить на вход СВЧ транзистор с общей базой и смещение на неинв. вход в пол питания.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Не помогают и 10 пФ, больше пробовать не стал.

Ещё раз всем большое спасибо.

Этот результат меня заинтересовал, Дмитрий. Если пожелаете, то я поясню с картинками что делает конденсатор в обратной связи и с чем он призван бороться.

 

А вас прошу сообщить где наблюдали "звон" на фронтах? При моделировании в МикроКапе или на реальном макете? Если при моделировании, то выложите пожалуйста модель фотодиода, которую использовали. Если на макете, то какой длины выводы были у фотодиода? А еще лучше фотографию входной цепи этого макета. Если конечно будет интересно докопаться :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
какая х-ка ОУ при 0 выходе?

Вот как раз без света всё хорошо, переходные процессы начинаются на вершинах импульсов.

Максимальная полоса при максимальном усилении?

Я формулирую задачу как максимально точную реакцию на импульсную засветку фотодиода.

сравните входное сопротивление операционника и сопротивление емкости на чстоте возбуждения

Первое ну очень большое, второе, на мой взгляд, того же порядка: сопротивление 900 пФ на 1 МГц. Резистор 3 кОм. И какие выводы?

Этот результат меня заинтересовал, Дмитрий. Если пожелаете, то я поясню с картинками что делает конденсатор в обратной связи и с чем он призван бороться.

А вас прошу сообщить где наблюдали "звон" на фронтах? При моделировании в МикроКапе или на реальном макете? Если при моделировании, то выложите пожалуйста модель фотодиода, которую использовали. Если на макете, то какой длины выводы были у фотодиода? А еще лучше фотографию входной цепи этого макета. Если конечно будет интересно докопаться

Докопаться интересно, спасибо. И особенно интересны пояснения. :) Звон наблюдал на живом макете. Моделировал с несколькими подвернувшимися моделями из библиотеки Micro-Cap 9, там ещё круче звенело. Входная цепь макета, конечно, позорная - два провода по 10 см. Но я решил, что при такой ёмкости фотодиода сойдёт.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Я формулирую задачу как максимально точную реакцию на импульсную засветку фотодиода.

 

Я вам предлагал рассматривать вместо одного источника тока с обратной связью - два (или даже больше).

С логарифмической зависимостью вас не устроит выход?

Share this post


Link to post
Share on other sites

to DSIoffe: я тут на досуге попробовал помоделировать Вашу задачу со старым добрым OP-42. Вот что получилось при разных емкостях коррекции:

post-21290-1223450950_thumb.jpg

post-21290-1223450969_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
С логарифмической зависимостью вас не устроит выход?

Нет, спасибо. Да я уже вроде с задачей справился. Не звенит, работает. Логарифмическая зависимость мне не подходит.

я тут на досуге попробовал помоделировать Вашу задачу ссо старым добрым OP-42. Вот что получилось при разных емкостях коррекции:

Спасибо! А вот теперь понять бы физику процесса. Придётся передаточную функцию такого усилителя исследовать. Почему оно находится на границе устойчивости?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Спасибо! А вот теперь понять бы физику процесса. Придётся передаточную функцию такого усилителя исследовать. Почему оно находится на границе устойчивости?

Потому, что появляется второй полюс ПФ Rос*Cвх. Причем на достаточно низкой частоте. Один полюс у ОУ уже есть гарантированно- это на частоте основной его коррекции. Появляется сдвиг фазы до 180 гр. Следует ещё иметь ввиду, что усиление схемы- единичное, если считать фотоприемник источником тока. Т.е глубина ОС- максимальна.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Нет, спасибо. Да я уже вроде с задачей справился. Не звенит, работает. Логарифмическая зависимость мне не подходит.

Как бы стабильность не пострадала. Ведь резистор последовательно с фотодиодом превращает схему в инвертирующий усилитель напряжения с К=30, источником сигнала для которого является ЭДС фотодиода, фото-ЭДС. Также можно рассматривать этот источник как напряжение, продуцируемое фототоком на внутреннем сопротивлении фотодиода. И если фототок - величина вполне регламентируемая, то эквивалентное внутреннее сопротивление мне видится малопредсказуемым.

Кроме того, "классический" инвертирующий усилитель, получившийся у Вас, действительно должен работать с отрицательными входными напряжениями, диапазон которых крайне ограничен отсутствием двуполярного питания (или смещения).

И на всякий случай: есть относительно шустрые фотодиоды с большой площадкой -

 

Да Вы и сами наверняка знаете...

Share this post


Link to post
Share on other sites
... Один полюс у ОУ уже есть гарантированно- это на частоте основной его коррекции. Появляется сдвиг фазы до 180 гр. Следует ещё иметь ввиду, что усиление схемы- единичное, если считать фотоприемник источником тока. Т.е глубина ОС- максимальна.

Это с разомкутой ОС. А с замкнутой он, конечно же, смещается вверх по частоте. Иначе б усилитель с ООС вообще ничего бы не мог усиливать, кроме самых низкочастотных сигналов. А он таки может . :)

А вообще-то - да, исследовать устойчивость проще всего в частотной области, там же и корректировать. И че автор этого до сих пор не сделал - непонятно. Вроде бы, микрокап у него есь ... И статья у него была про частотную коррекцию ШИМ-контроллеров, а там это потруднее будет. :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Это с разомкутой ОС. А с замкнутой он, конечно же, смещается вверх по частоте. Иначе б усилитель с ООС вообще ничего бы не мог усиливать, кроме самых низкочастотных сигналов. А он таки может . :)

А вообще-то - да, исследовать устойчивость проще всего в частотной области, там же и корректировать. И че автор этого до сих пор не сделал - непонятно. Вроде бы, микрокап у него есь ... И статья у него была про частотную коррекцию ШИМ-контроллеров, а там это потруднее будет. :)

Так критерии устойчивости сформулированы специально таким образом, чтобы по ПФ разомкнутой системы можно было судить об устойчивости её после замыкания ОС. Так гораздо удобнее. Что касается смещения полюса ПФ вверх при замыкании ОС- это только в разомкнутой системе 1-го порядка все просто. Если порядок 2 и выше, то при замыкании ОС пара действительных отрицательных корней характеристического уравнения ПФ превращается в пару комплексно- сопряженных. И устойчивость, естественно, будет определяться знаком дествительной части этой пары. Если Re меньше нуля- то устойчиво, если ноль и более- то нет. Соотношение действительной и мнимой частей корней по модулю будет определять декремент затухания периодической составляющей или, если наоборот, добротность. Соотношение это, в свою очередь, зависит от глубины ОС и от соотношения постоянных времени разомкнутой системы. Это верно, разумеется, если в системе дополнительно нет неминимально- фазовых звеньев. Исследовать устойчивость в частотной области проще, разумеется, но при этом не учитывается нелинейность системы. Поэтому моделирование во временной области все- таки ближе к реальности.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо, что процитировали нам учебник, но конкретно в этой системе нет неминимально-фазовых звеньев, и характеристика ОУ одноплюсная. Собс-но, Вы это и сами видели.

Исследовать устойчивость в частотной области проще, разумеется, но при этом не учитывается нелинейность системы. Поэтому моделирование во временной области все- таки ближе к реальности.

Не буду спорить (не люблю), но нелинейность таки учитывается выбором рабочей точки для малосигнального частотного анализа. Автор же пишет, что у него "...переходные процессы начинаются на вершинах импульсов". Стало быть, там, при максимальном уровне постоянной составляющей, и надо смотреть АЧХ-ФЧХ. Впрочем, это дело автора чем и как смотреть. Кстати, интересно, все-таки - как он выкрутился? :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Спасибо, что процитировали нам учебник, но конкретно в этой системе нет неминимально-фазовых звеньев, и характеристика ОУ одноплюсная. Собс-но, Вы это и сами видели.

Прошу прощения за то, что говорю об известных вещах, просто они мне дороги... :) а вот общая х-ка разомкнутой цепи автора двухполюсная, как минимум, да и ОУ, строго говоря, имеет больше 2х полюсов ПФ.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Кстати, интересно, все-таки - как он выкрутился?

:)

Я же написал: воткнул резистор последовательно с фотодиодом. Потому теперь временно успокоился. Макет заработал, и программист может отлаживать свои алгоритмы, такая на данный момент задача.

А теперь буду очень внимательно читать ТЗ и рисовать тот усилитель, который будет стоять в окончательном устройстве. Тогда и прикину ЧХ устройства. Сейчас я делаю несколько дел сразу, как Windows, и от этого усилителя временно отвлёкся.

Может, кто-нибудь до меня сообразит про АЧХ разомкнутой системы, я привык именно к такому анализу, и скажет, как повлиял тот резистор?

Пардон за нахальство. И ещё раз большое спасибо.

Share this post


Link to post
Share on other sites
:)

Может, кто-нибудь до меня сообразит про АЧХ разомкнутой системы, я привык именно к такому анализу, и скажет, как повлиял тот резистор?

Пардон за нахальство. И ещё раз большое спасибо.

Так ноль появился в ПФ, Вы им частично полюс Ваш лишний и скомпенсировали...Хотя резистор последовательно с фотодиодом- это плохо, по моему. Режим "чистого" источника тока нарушается.

Share this post


Link to post
Share on other sites
... общая х-ка разомкнутой цепи автора двухполюсная, как минимум, да и ОУ, строго говоря, имеет больше 2х полюсов ПФ.

Общая - да. А второй полюс ОУ, судя по ФЧХ, примерно на 90 Мгц, стало быть на 50 МГц запаздывание по фазе будет градусов 20 с чем-то. Таки не страшно. :)

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