Самовозбуждение операционного усилителя как подавить

от admin

Операционного усилителя

Целью работы является практическое ознакомление со схемами коррекции ОУ для предотвращения его паразитного самовозбуждения.

Основные сведения. В схемах на основе операционных усилителей (ОУ) существует опасность паразитного самовозбуждения, т. е. превращения схемы в автогенератор вопреки ee функциональному назначению. Такая опасность существует из-за двух причин: огромного значения коэффициента усиления ОУ и наличия паразитных емкостей, через которые может образовываться цепь положительной обратной связи. Из теории автогенераторов известно, что усилитель, охваченный цепью обратной связи, самовозбуждается при одновременном выполнении условий баланса амплитуд К γ ³ 1 и баланса фаз Δφ К + Δφγ = n × 360°, n = 0, 1, 2. где К и γ – соответственно, коэффициенты передачи усилителя и цепи обратной связи; Δφ К и Δφγ – сдвиги фаз в усилителе и в цепи обратной связи.

На высоких частотах у операционных усилителей происходит, с одной стороны, снижение К, а с другой – рост значения Δφ К. Если допустить, что значения γ и Δφγ от частоты не зависят, причем Δφγ = 0 (это справедливо для многих схем на основе ОУ), то на низких и средних частотах (где Δφ К = 180°, при инвертирующем включении ОУ) условие баланса фаз не выполняется и генерация не возникает. C увеличением частоты Δφ К возрастает и может достигнуть 360° и больших значений. Однако генерация возникает только в случае, когда на этих частотах выполняется условие баланса амплитуд, т. е. при К > 1/ γ.

Склонность схемы к паразитному самовозбуждению можно оценить тремя способами, которые иллюстрирует рис. 7.1. Рисунки справа соответствуют схеме с большей склонностью к самовозбуждению.

Верхние графики отражают уровни шумов на выходе схемы, средние – форму выходных сигналов при подаче на вход усилителя прямоугольных импульсов, нижние – форму АЧХ усилителя.

Итак, для предотвращения паразитного самовозбуждения ОУ достаточно нарушить хотя бы одно из условий балансов амплитуд или фаз. Чаще всего это требование реализуется за счёт искусственного снижения К на частотах, где Δφ К достигает 360°.

Искусственное изменение свойств любого усилителя с помощью подключения дополнительных (в первую очередь, реактивных) элементов называется коррекцией. Цель коррекции может быть разной. В транзисторных усилителях ею пользуются обычно для поднятия коэффициента усиления, в том числе и на высоких частотах: у этих схем К намного ниже, чем у ОУ, и угроза паразитного самовозбуждения менее существенна. У схем на базе ОУ, напротив, с помощью коррекции, как правило, снижают коэффициент усиления в диапазоне частот, где имеется риск самовозбуждения.

Рис. 7.2.

Схемная реализация коррекции ОУ обычно такова: ею охватывают не весь усилитель, а один или несколько каскадов – к специальным выводам микросхемы подключают один или несколько внешних элементов (конденсаторов, резисторов). В данной работе рассматриваются однополюсная и двухполюсная коррекции, коррекция с помощью параллельного канала и коррекция с фазовым запаздыванием. Однополюсная коррекция заключается во включении параллельно одному из усилительных каскадов ОУ емкости С K (рис. 7.2). Эта емкость на высоких частотах шунтирует усилитель и снижает усиление ОУ. Недостатком коррекции является существенное уменьшение полосы усиления ОУ и, как следствие, снижение скорости нарастания импульсных сигналов.

а б
Рис. 7.3

Схема двухполюсной коррекции приведена на рис. 7.3, а: она состоит из двух конденсаторов С 1 и С 2 и резистора R 3, причем С 2 ³ 10 С 1. Действие схемы различно на разных частотах: при достаточно малых значениях частоты сопротивление С 2 велико и сигнал через цепь не проходит, никакого корректирующего воздействия схема не оказывает. С увеличением частоты сопротивление С 2 уменьшается и цепь двухполюсной коррекции превращается в цепь однополюсной коррекции, причем функцию С K выполняет эквивалентная емкость С э = С 1 С 2/(С 1 + С 2). Следовательно, можно считать, что схема двухполюсной коррекции состоит из частотно-управляемого ключа и включаемой им схемы однополюсной коррекции. На рис. 7.3, б изображены амплитудно-частотные характеристики ОУ без коррекции (1), при использовании однополюсной (2) и двухполюсной (3) коррекций.

Схема коррекции с помощью параллельного канала (рис. 7.4), в отличие от двухполюсной охватывает не выходные, а входные каскады ОУ. Низкочастотные гармоники поступают на инвертирующий вход схемы и подвергаются максимальному усилению, а высокочастотные проходят через конденсатор С, подключенный к специальному выводу. Для этих гармоник коэффициент усиления меньше и тем самым предотвращается паразитное самовозбуждение ОУ.

Схема коррекции с фазовым запаздыванием (рис. 7.5) подключается между двумя входами операционного усилителя и содержит резистор и конденсатор. Сопротивление корректирующей цепи на высоких частотах уменьшается и шунтирует вход усилителя, что эквивалентно уменьшению К для высокочастотных гармоник спектра сигнала.

Все четыре рассматриваемых в работе схемы коррекции разрушают условие баланса амплитуд, однако существуют и схемы, нарушающие баланс фаз. Например, в усилитель вводят дополнительную дифференцирующую цепь; при этом имеет место компенсация сдвига фаз в усилителе Δφ К сдвигом фаз в цепи коррекции, так как Δφ К и Δφкор имеют разные знаки (рис. 7.6, где кривая 1 – график Δφ К; 2 – график Δφкор; 3 – их суммы).

Введение коррекции наряду с решением главной задачи – предотвращением паразитного самовозбуждения схемы на основе ОУ – влечет за собой ухудшение ее частотных свойств. В разной степени, но непременно уменьшаются полоса пропускания усилителя и скорость нарастания выходного напряжения. Многообразие цепей коррекции позволяет разработчикам решать проблему устойчивости схем с учетом требований к другим важным параметрам ОУ.

Описание лабораторной установки. В состав лабораторной установ-ки входят лабораторный макет, генератор (формирующий гармонические сигналы, а также последовательности прямоугольных импульсов типа меанд-ра), два вольтметра переменного напряжения и осциллограф. Схема макета приведена на рис. 7.7. В разделе «Порядок выполнения работы» использованы номера резисторов и конденсаторов, указанные на ней.

Порядок выполнения работы:

1. Подать напряжения питания +15 и –15 В на макет.

2. Проверить усилитель на склонность к возбуждению.

а) соединить оба входа ОУ с землей: инвертирующий – через сопротивление R 1, неинвертирующий – через R 5 на лицевой панели макета. Охватить усилитель обратной связью – сопротивлением R 6. К выходу ОУ подключить осциллограф;

б) изменяя значение R 6, определить зоны устойчивой и неустойчивой работы усилителя по изображению на экране осциллографа (при устойчивой работе на экране наблюдается прямая горизонтальная линия, возможно с наложением на нее небольших шумов внешнего происхождения; при неустойчивой – широкая полоса). Зафиксировать значения R 6, соответствующие обеим зонам.

3. Измерить АЧХ усилителя:

а) гармонический сигнал от генератора подать через R 1 на инвертирующий вход, неинвертирующий оставить заземленным через R 5. К выходу ОУ параллельно осциллографу подключить вольтметр;

б) установить уровень гармонического сигнала на входе усилителя 10 мВ

и, поддерживая ее постоянной, изменять частоту в пределах от 20 кГц до 2 МГц, измеряя при этом значение выходного сигнала с помощью вольтметра. Опыт проделать для значений R 6, соответствующих устойчивой работе усилителя.

4. Исследовать форму импульсов на выходе усилителя при разных значениях сопротивления в обратной связи:

а) переключить генератор в режим формирования меандра амплитудой 10 мВ и частотой следования 20 кГц, сохранив на лицевой панели макета все перемычки, установленные при выполнении п. 3;

б) зарисовать (сфотографировать) осциллограммы импульсов при тех же значениях потенциометра R 6, что и в п. 2 и 3, измерить длительности их фронтов (τфр). Рассчитать скорость нарастания сигнала по формуле u ≈ 2 Ефр.

5. Подключить к ранее собранной схеме однополюсную коррекцию ОУ (функцию корректирующей емкости выполняет в макете конденсатор С 5). Повторить п. п. 2–4 для случая подключения однополюсной коррекции.

6. Заменить однополюсную коррекцию двухполюсной (функцию цепи двухполюсной коррекции выполняют в макете конденсаторы С 6, С 7 и R 7). Повторить п. п. 2–4 для случая подключения двухполюсной коррекции.

7. Заменить двухполюсную коррекцию схемой коррекции с помощью параллельного канала (функцию цепи коррекции выполняют в макете конденсаторы С 2 и С 3). Повторить п. п. 2–4.

8. Исследовать схему коррекции с фазовым запаздыванием. При выполнении п. 8 подключить генератор к неинвертирующему входу ОУ через резистор R 3, а инвертирующий вход ОУ заземлить через R 2. Сохранить подключение R 6 между инвертирующим входом и выходом ОУ. Функцию цепи коррекции выполняют последовательно соединенные С 1 и R 4, ее следует подсоединить между входами ОУ. Повторить п. п. 2–4 для случая подключения коррекции с фазовым опережением.

Содержание отчета:

1. Схемы соединения приборов при измерениях.

2. Значения сопротивления R 6, соответствующие зонам устойчивой и неустойчивой работы ОУ (согласно п. п. 2, 5–8)

3. Графики АЧХ (согласно п. п. 3, 5–8)

4. Зарисовки (или фотографии) импульсов, значения длительностей их фронтов и скоростей нарастания (согласно п. п. 4, 5–8)

Самовозбуждение операционного усилителя как подавить

  • />14 июля
  • Тема:Способы уменьшения размера памяти страниц форума
  • От:petrov
  • />14 июля
  • Тема:Способы уменьшения размера памяти страниц форума
  • От:petrov

—>

Другие известные форумы и сайты по электронике

все что посвящено электронике и общению специалистов. реклама других ресурсов.

  • Магазины
  • Форумы и конференции
  • Производители
  • Информационные ресурсы
  • Поисковики
  • FTP-серверы
  • />1 час назад
  • Тема:Куда пропал доступ к www.ti.com
  • От:UART
  • />1 час назад
  • Тема:Куда пропал доступ к www.ti.com
  • От:UART

—>

В помощь начинающему

вопросы начального уровня

Модераторы раздела VAI aosp SergM fill vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus

  • ARM, 32bit
  • MCS51, AVR, PIC, STM8, 8bit
  • Программирование
  • Схемотехника
  • Интерфейсы
  • />1 час назад
  • Тема:STM32F407 и его толерантные к 5В входы
  • От:const
  • />1 час назад
  • Тема:STM32F407 и его толерантные к 5В входы
  • От:const

—>

International Forum

This is a special forum for English spoken people, read it first.

  • />14 мая
  • От:byRAM
  • />14 мая
  • От:byRAM

—>

Образование в области электроники

все что касается образования, процесса обучения, студентам, преподавателям.

Модераторы раздела des00

  • />20 июля
  • Тема:Защита электроники от статики, промышленных элек…
  • От:Unicorn
  • />20 июля
  • Тема:Защита электроники от статики, промышленных элек…
  • От:Unicorn

—>

Обучающие видео-материалы и обмен опытом

Обсуждение вопросов создания видео-материалов

Модераторы раздела iosifk

  • />17 февраля
  • Тема:Dilduino
  • От:k155la3
  • />17 февраля
  • Тема:Dilduino
  • От:k155la3

Cистемный уровень проектирования

    Последнее сообщение

—>

Вопросы системного уровня проектирования

Применение MATLAB, Simulink, CoCentric, SPW, SystemC ESL, SoC

Модераторы раздела Rst7

  • />12 июля
  • Тема:Графика в матлабе
  • От:_sda
  • />12 июля
  • Тема:Графика в матлабе
  • От:_sda

—>

Математика и Физика

Модераторы раздела Rst7

  • />15 июля
  • Тема:Численная реализация МНК
  • От:amaora
  • />15 июля
  • Тема:Численная реализация МНК
  • От:amaora

—>

Операционные системы

Linux, Win, DOS, QNX, uCOS, eCOS, RTEMS и другие

Модераторы раздела Rst7

  • Программирование
  • Linux
  • uC/OS-II
  • scmRTOS
  • FreeRTOS
  • Android
  • />14 июля
  • Тема:Финальная версия Chrome/Chromium для Windows 7
  • От:Pupkin
  • />14 июля
  • Тема:Финальная версия Chrome/Chromium для Windows 7
  • От:Pupkin

—>

Документация

оформление документации и все что с ней связано

Модераторы раздела Rst7

  • />Вчера в 02:04
  • Тема:Вопрос про УГО
  • От:Kiber99
  • />Вчера в 02:04
  • Тема:Вопрос про УГО
  • От:Kiber99

—>

Системы CAD/CAM/CAE/PLM

обсуждение САПР AutoCAD, Компас, SolidWorks и др.

  • />5 февраля
  • Тема:Ошибка установки Solidworks
  • От:baumanets
  • />5 февраля
  • Тема:Ошибка установки Solidworks
  • От:baumanets

—>

Разработка цифровых, аналоговых, аналого-цифровых ИС

Модераторы раздела Rst7

  • />Понедельник в 10:10
  • Тема:Отечественный аналог AD9361/AD9364
  • От:_4afc_
  • />Понедельник в 10:10
  • Тема:Отечественный аналог AD9361/AD9364
  • От:_4afc_

—>

Электробезопасность и ЭМС

Обсуждение вопросов электробезопасности и целостности сигналов

Модераторы раздела Rst7

  • ЭМС
  • Электробезопасность
  • />13 июля
  • Тема:Плавкие предохранители: на каком времени нормиру…
  • От:Arlleex
  • />13 июля
  • Тема:Плавкие предохранители: на каком времени нормиру…
  • От:Arlleex

—>

Управление проектами

Управление жизненным циклом проектов, системы контроля версий и т.п.

Модераторы раздела Rst7

  • />30 октября, 2022
  • Тема:Как тестировать разработанную электронику и встр…
  • От:KBH
  • />30 октября, 2022
  • Тема:Как тестировать разработанную электронику и встр…
  • От:KBH

—>

Нейронные сети и машинное обучение (NN/ML)

Форум для обсуждения вопросов машинного обучения и нейронных сетей

Модераторы раздела Rst7

  • />28 июня
  • Тема:Модуль на VHDL кусочно-линейной (семь участков) …
  • От:Мур
  • />28 июня
  • Тема:Модуль на VHDL кусочно-линейной (семь участков) …
  • От:Мур

Программируемая логика ПЛИС (FPGA,CPLD, PLD)

    Последнее сообщение

—>

Среды разработки — обсуждаем САПРы

Quartus, MAX, Foundation, ISE, DXP, ActiveHDL и прочие.
возможности, удобства.

Модераторы раздела vetal />des00 />

  • />Пятница в 14:41
  • Тема:Gowin EDA — релизы и общие вопросы
  • От:_4afc_
  • />Пятница в 14:41
  • Тема:Gowin EDA — релизы и общие вопросы
  • От:_4afc_

—>

Работаем с ПЛИС, области применения, выбор

на чем сделать? почему не работает? кто подскажет?

Модераторы раздела vetal />des00 />

  • />6 часов назад
  • Тема:SYSREF для IP-CORE JESD204B
  • От:CF755
  • />6 часов назад
  • Тема:SYSREF для IP-CORE JESD204B
  • От:CF755

—>

Языки проектирования на ПЛИС (FPGA)

Verilog, VHDL, AHDL, SystemC, SystemVerilog и др.

Модераторы раздела aosp vetal des00

  • />Вчера в 08:25
  • Тема:Допилить передачу VHDL FT601
  • От:Worldmaster
  • />Вчера в 08:25
  • Тема:Допилить передачу VHDL FT601
  • От:Worldmaster

—>

Системы на ПЛИС — System on a Programmable Chip (SoPC)

разработка встраиваемых процессоров и периферии для ПЛИС

Модераторы раздела vetal des00 Omen_13

  • />1 час назад
  • Тема:MicroBlaze MCS не компилирует
  • От:1891ВМ12Я
  • />1 час назад
  • Тема:MicroBlaze MCS не компилирует
  • От:1891ВМ12Я

Цифровая обработка сигналов — ЦОС (DSP)

    Последнее сообщение

—>

Сигнальные процессоры и их программирование — DSP

Обсуждение различных сигнальных (DSP) процессоров, возможностей, совместимости и связанных с этим тем.

Модераторы раздела des00

  • />18 июля
  • Тема:Драйвера и софт для SUP 2000 от SoftBaugh
  • От:pavel1991
  • />18 июля
  • Тема:Драйвера и софт для SUP 2000 от SoftBaugh
  • От:pavel1991

—>

Алгоритмы ЦОС (DSP)

Обсуждение вопросов разработки и применения (программирования) алгоритмов цифровой обработки сигналов.

Модераторы раздела des00

  • />19 июля
  • Тема:Подавление акустической обратной связи в система…
  • От:repstosw
  • />19 июля
  • Тема:Подавление акустической обратной связи в система…
  • От:repstosw

Микроконтроллеры (MCU)

    Последнее сообщение

—>

Cредства разработки для МК

FAQ, How-to, тонкости работы со средствами разработки

Модераторы раздела haker_fox

  • IAR
  • Keil
  • GNU/OpenSource средства разработки
  • />Вчера в 12:42
  • Тема:Ошибки Error: L6218E: Undefined symbol
  • От:Olmsky
  • />Вчера в 12:42
  • Тема:Ошибки Error: L6218E: Undefined symbol
  • От:Olmsky

—>
Модераторы раздела haker_fox

  • STM
  • NXP
  • Microchip (Atmel)
  • TI, Allwinner, GigaDevice, Nordic, Espressif и другие
  • />42 минуты назад
  • Тема:Вопросы програмирования LPC2294
  • От:mantech
  • />42 минуты назад
  • Тема:Вопросы програмирования LPC2294
  • От:mantech

—>

RISC-V

Микроконтроллеры на базе ядер RISC-V, RISC-X

Модераторы раздела haker_fox

  • />19 июля
  • Тема:Таблица векторов прерываний
  • От:makc
  • />19 июля
  • Тема:Таблица векторов прерываний
  • От:makc

—>
Модераторы раздела haker_fox

  • />Понедельник в 02:21
  • Тема:Чтение блока данных с SDHC карты по интерфейсу S…
  • От:Romeo13Cs
  • />Понедельник в 02:21
  • Тема:Чтение блока данных с SDHC карты по интерфейсу S…
  • От:Romeo13Cs

—>

MSP430

Модераторы раздела VAI />haker_fox />

  • />23 июня
  • Тема:Ghidra для MSP430
  • От:Aries
  • />23 июня
  • Тема:Ghidra для MSP430
  • От:Aries

—>

Все остальные микроконтроллеры

и все что с ними связано

Модераторы раздела haker_fox

  • PIC
  • MCS51
  • PowerQUICC
  • HC(S)08
  • AVR32
  • STM8
  • MIPS
  • />Понедельник в 21:59
  • Тема:Silabs. Копирование прошивки.
  • От:Obam
  • />Понедельник в 21:59
  • Тема:Silabs. Копирование прошивки.
  • От:Obam

—>

Отладочные платы

Вопросы, связанные с отладочными платами на базе МК: заказ, сборка, запуск

Модераторы раздела haker_fox

  • Arduino
  • Raspberry Pi
  • Rainbow
  • Siberia
  • EVMxxxx
  • />23 июня
  • Тема:China-Link, Вариант отладчика из Китая
  • От:nibelung
  • />23 июня
  • Тема:China-Link, Вариант отладчика из Китая
  • От:nibelung

Печатные платы (PCB)

    Последнее сообщение

—>

Разрабатываем ПП в САПР — PCB development

FAQ, вопросы проектирования в ORCAD, PCAD, Protel, Allegro, Spectra, DXP, SDD, WG и др.

Модераторы раздела SergM />fill />

  • Библиотеки компонентов
  • Altium Designer, DXP, Protel
  • P-CAD 200x howto
  • Эремекс, Delta Design
  • Cadence
  • Примеры
  • Zuken CADSTAR
  • Siemens EDA — Xpedition, PADS (ex. Mentor)
  • Бесплатные САПР: KiCAD, EasyEDA, EAGLE и др.
  • />4 минуты назад
  • Тема:1 компонент для одного типоразмера всех номинало…
  • От:Arlleex
  • />4 минуты назад
  • Тема:1 компонент для одного типоразмера всех номинало…
  • От:Arlleex

—>

Работаем с трассировкой

тонкости PCB дизайна, от Spectra и далее.

Модераторы раздела fill

  • />9 июля
  • Тема:Вопрос по трассировке
  • От:Uladzimir
  • />9 июля
  • Тема:Вопрос по трассировке
  • От:Uladzimir

—>

Изготовление ПП — PCB manufacturing

Фирмы, занимающиеся изготовлением, качество, цены, сроки

Модераторы раздела fill

  • ПСБ Технолоджи
  • ТеПро
  • PS-Electro
  • Резонит
  • PCB Professional
  • Абрис
  • ОАО "НИЦЭВТ"
  • ООО "М-Плата"
  • в домашних условиях
  • />13 июля
  • Тема:Обсуждение Резонит
  • От:Siv21
  • />13 июля
  • Тема:Обсуждение Резонит
  • От:Siv21

Сборка РЭУ

    Последнее сообщение

—>

Пайка и монтаж

вопросы сборки ПП, готовых изделий, а также устранения производственных дефектов

  • />Суббота в 11:24
  • Тема:Печь для пайки SMD T-962
  • От:ZodiaK
  • />Суббота в 11:24
  • Тема:Печь для пайки SMD T-962
  • От:ZodiaK

—>

Корпуса

обсуждаем какие есть копруса, где делать и прочее

  • />18 июля
  • Тема:Разница между TSSOP-8 и SOIC-8
  • От:gerber
  • />18 июля
  • Тема:Разница между TSSOP-8 и SOIC-8
  • От:gerber

—>

Вопросы надежности и испытаний

расчеты, методики, подбор компонентов

  • />19 марта
  • Тема:Поверка контрольно-измерительного оборудования
  • От:HardEgor
  • />19 марта
  • Тема:Поверка контрольно-измерительного оборудования
  • От:HardEgor

Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника

    Последнее сообщение

—>

Вопросы аналоговой техники

разработка аналоговых схем, моделирование схем в SPICE, расчёты и анализ, выбор элементной базы

Модераторы раздела Alexandr rloc ViKo Tanya Егоров

  • />1 час назад
  • Тема:Выбор опорного напряжения и схемы обвязки АЦП пр…
  • От:UART
  • />1 час назад
  • Тема:Выбор опорного напряжения и схемы обвязки АЦП пр…
  • От:UART

—>

Цифровые схемы, высокоскоростные ЦС

High Speed Digital Design

Модераторы раздела rloc

  • />5 июля
  • Тема:XDS110 EnergyTrace: TMDSEMU110-ETH нужна схема
  • От:UART
  • />5 июля
  • Тема:XDS110 EnergyTrace: TMDSEMU110-ETH нужна схема
  • От:UART

—>

RF & Microwave Design

wireless технологии и не только

Модераторы раздела rloc />l1l1l1 />

  • />6 часов назад
  • Тема:Еще раз — про маленькие китайские усилочки
  • От:Boriskae
  • />6 часов назад
  • Тема:Еще раз — про маленькие китайские усилочки
  • От:Boriskae

—>

Метрология, датчики, измерительная техника

Все что связано с измерениями: измерительные приборы (осциллографы, анализаторы спектра и пр.), датчики, обработка результатов измерений, калибровка, технологии измерений и др.

Модераторы раздела rloc ViKo Tanya

  • />13 часов назад
  • Тема:лазерный дальномер
  • От:spirit_1
  • />13 часов назад
  • Тема:лазерный дальномер
  • От:spirit_1

—>

АВТО электроника

особенности электроники любых транспортных средств: автомашин и мотоциклов, поездов, судов и самолетов, космических кораблей и летающих тарелок.

Модераторы раздела rloc />Vasily_ />

  • />2 июля
  • Тема:Провод для автомобильного компрессора
  • От:byRAM
  • />2 июля
  • Тема:Провод для автомобильного компрессора
  • От:byRAM

—>

Умный дом

Модераторы раздела rloc

  • />18 апреля
  • Тема:Анализ Яндекс Станции
  • От:jcxz
  • />18 апреля
  • Тема:Анализ Яндекс Станции
  • От:jcxz

—>

3D печать

3D принтеры, наборы, аксессуары, ПО

Модераторы раздела rloc

  • />5 июля
  • Тема:Демонстрация работы моего 3D-принтера
  • От:vov4ick
  • />5 июля
  • Тема:Демонстрация работы моего 3D-принтера
  • От:vov4ick

—>

Робототехника

Модели, классификация, решения, научные исследования, варианты применения

Модераторы раздела rloc

  • />28 июня
  • Тема:Минималистичный Форт компьютер на TTL логике (ди…
  • От:KPG
  • />28 июня
  • Тема:Минималистичный Форт компьютер на TTL логике (ди…
  • От:KPG

—>

Ремонт и отладка

обсуждение вопросов ремонта и отладки различных устройств и готовых изделий

Модераторы раздела rloc />Herz />

  • />20 июля
  • Тема:Ремонт осциллограф Rigol DS1074Z
  • От:ded2016
  • />20 июля
  • Тема:Ремонт осциллограф Rigol DS1074Z
  • От:ded2016

Силовая электроника — Power Electronics

    Последнее сообщение

—>

Силовая Преобразовательная Техника

Источники питания электронной аппаратуры, импульсные и линейные регуляторы. Топологии AC-DC, DC-DC преобразователей (Forward, Flyback, Buck, Boost, Push-Pull, SEPIC, Cuk, Full-Bridge, Half-Bridge). Драйвера ключевых элементов, динамика, алгоритмы управления, защита. Синхронное выпрямление, коррекция коэффициента мощности (PFC)

Модераторы раздела Herz />Егоров />

  • />18 июля
  • Тема:Помогите определиться со схемой инверторного ста…
  • От:MPetrovich
  • />18 июля
  • Тема:Помогите определиться со схемой инверторного ста…
  • От:MPetrovich

—>

Обратная Связь, Стабилизация, Регулирование, Компенсация

Организация обратных связей в цепях регулирования, выбор топологии, обеспечение стабильности, схемотехника, расчёт

Модераторы раздела Herz />Егоров />

  • />11 июля
  • Тема:Писк трансформатора Flyback при малой нагрузке
  • От:UART
  • />11 июля
  • Тема:Писк трансформатора Flyback при малой нагрузке
  • От:UART

—>

Первичные и Вторичные Химические Источники Питания

Li-ion, Li-pol, литиевые, Ni-MH, Ni-Cd, свинцово-кислотные аккумуляторы. Солевые, щелочные (алкалиновые), литиевые первичные элементы. Применение, зарядные устройства, методы и алгоритмы заряда, условия эксплуатации. Системы бесперебойного и резервного питания

Модераторы раздела Herz />Егоров />

  • />28 июня
  • Тема:13s4p лития титанат 160А спроектировать балансир
  • От:Plain
  • />28 июня
  • Тема:13s4p лития титанат 160А спроектировать балансир
  • От:Plain

—>

Высоковольтные Устройства — High-Voltage

Высоковольтные выпрямители, умножители напряжения, делители напряжения, высоковольтная развязка, изоляция, электрическая прочность. Высоковольтная наносекундная импульсная техника

Читать:
Как построить монстр трак

Модераторы раздела Herz

  • />17 часов назад
  • Тема:Защита и регулировка входа осциллографа от высок…
  • От:ded2016
  • />17 часов назад
  • Тема:Защита и регулировка входа осциллографа от высок…
  • От:ded2016

—>

Электрические машины, Электропривод и Управление

Электропривод постоянного тока, асинхронный электропривод, шаговый электропривод, сервопривод. Синхронные, асинхронные, вентильные электродвигатели, генераторы

Модераторы раздела Herz

  • />Суббота в 17:28
  • Тема:Запуск асинхронного двигателя с помощью ЛАТР
  • От:khach
  • />Суббота в 17:28
  • Тема:Запуск асинхронного двигателя с помощью ЛАТР
  • От:khach

—>

Индукционный Нагрев — Induction Heating

Технологии, теория и практика индукционного нагрева

Модераторы раздела Herz

  • />30 мая
  • Тема:Какое может быть количество индукторов для индук…
  • От:Лапух
  • />30 мая
  • Тема:Какое может быть количество индукторов для индук…
  • От:Лапух

—>

Системы Охлаждения, Тепловой Расчет – Cooling Systems

Охлаждение компонентов, систем, корпусов, расчёт параметров охладителей

Модераторы раздела Herz

  • />30 июня
  • Тема:Сравнение экспериментальных данных с расчетом
  • От:ChristinaChadzynski
  • />30 июня
  • Тема:Сравнение экспериментальных данных с расчетом
  • От:ChristinaChadzynski

—>

Моделирование и Анализ Силовых Устройств – Power Supply Simulation

Моделирование силовых устройств в популярных САПР, самостоятельных симуляторах и специализированных программах. Анализ устойчивости источников питания, непрерывные модели устройств, модели компонентов

Модераторы раздела Herz />Егоров />

  • />27 июня
  • Тема:Модель источника питания драйверов + датчика ток…
  • От:SAVC
  • />27 июня
  • Тема:Модель источника питания драйверов + датчика ток…
  • От:SAVC

—>

Компоненты Силовой Электроники — Parts for Power Supply Design

Силовые полупроводниковые приборы (MOSFET, BJT, IGBT, SCR, GTO, диоды). Силовые трансформаторы, дроссели, фильтры (проектирование, экранирование, изготовление), конденсаторы, разъемы, электромеханические изделия, датчики, микросхемы для ИП. Электротехнические и изоляционные материалы.

Модераторы раздела Herz />Егоров />

  • />8 часов назад
  • Тема:Соединители аналоги СНЦ23
  • От:byRAM
  • />8 часов назад
  • Тема:Соединители аналоги СНЦ23
  • От:byRAM

Интерфейсы

    Последнее сообщение

—>

Форумы по интерфейсам

все интерфейсы здесь

  • ISDN/G.703/E1
  • ISA/PCI/PCI-X/PCI Express
  • Wireless/Optic
  • RS232/LPT/USB/PCMCIA/FireWire
  • Fast Ethernet/Gigabit Ethernet/FibreChannel
  • Интерфейсы для "интеллектуального дома"
  • от ТТЛ до LVDS здесь
  • IDE/ATA/SATA/SAS/SCSI/CF
  • Аудио/Видео интерфейсы
  • Сотовая связь и ее приложения
  • FAQ по XPort/WiPort
  • Controller Area Network (CAN)
  • />23 часа назад
  • Тема:USB 3 и USB Type-C
  • От:Vasily_
  • />23 часа назад
  • Тема:USB 3 и USB Type-C
  • От:Vasily_

Поставщики компонентов для электроники

    Последнее сообщение

—>

Поставщики всего остального

от транзисторов до проводов

  • />4 июля
  • Тема:Ищу основного поставщика вместо Электронщика.
  • От:vervs
  • />4 июля
  • Тема:Ищу основного поставщика вместо Электронщика.
  • От:vervs

—>

Компоненты

Закачка тех. документации, обмен опытом, прочие вопросы.

  • Тех. документация
  • Микросхемы
  • Транзисторы
  • Диоды
  • Резисторы
  • Средства индикации
  • />19 июля
  • Тема:Отечественный разъем для Ethernet канала
  • От:sio83
  • />19 июля
  • Тема:Отечественный разъем для Ethernet канала
  • От:sio83

Майнеры криптовалют и их разработка, BitCoin, LightCoin, Dash, Zcash, Эфир

    Последнее сообщение

—>

Обсуждение Майнеров, их поставки и производства

наблюдается очень большой спрос на данные устройства.

  • />25 апреля
  • Тема:Ремонт Асиков
  • От:mantech
  • />25 апреля
  • Тема:Ремонт Асиков
  • От:mantech

Дополнительные разделы — Additional sections

    Последнее сообщение

—>

Встречи и поздравления

Предложения встретиться, поздравления участников форума и обсуждение мест и поводов для встреч.

Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus

  • />10 мая
  • Тема:С Днём Великой Победы!
  • От:Chenakin
  • />10 мая
  • Тема:С Днём Великой Победы!
  • От:Chenakin

—>

Ищу работу

ищу работу, выполню заказ, нужны клиенты — все это сюда

Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus

  • />6 часов назад
  • Тема:Предлагаю услуги по трассировке ПП в Altium Desi…
  • От:iron_fairy13
  • />6 часов назад
  • Тема:Предлагаю услуги по трассировке ПП в Altium Desi…
  • От:iron_fairy13

—>

Предлагаю работу

нужен постоянный работник, разовое предложение, совместные проекты, кто возьмется за работу, нужно сделать.

Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus

  • />1 час назад
  • Тема:(г.Москва) монтаж-сборка 120 изделий (230тыс.руб…
  • От:ТМТ2315
  • />1 час назад
  • Тема:(г.Москва) монтаж-сборка 120 изделий (230тыс.руб…
  • От:ТМТ2315

—>

Куплю

микросхему; устройство; то, что предложишь ты 🙂

Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus

  • />Вчера в 10:53
  • Тема:Куплю мультиметр 6.5 разряда с DualDisplay
  • От:SlavaV
  • />Вчера в 10:53
  • Тема:Куплю мультиметр 6.5 разряда с DualDisplay
  • От:SlavaV

—>

Продам

есть что продать за деньги, пиво, даром ?
Реклама товаров и сайтов также здесь.

Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus

  • />12 часов назад
  • Тема:Б.у аппаратура из Китая
  • От:Baza
  • />12 часов назад
  • Тема:Б.у аппаратура из Китая
  • От:Baza

—>

Объявления пользователей

Тренинги, семинары, анонсы и прочие события

Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров КОМПЭЛ Walrus

  • />Вчера в 12:36
  • Тема:Новые RST-7K5/15K – мощные и надежные ИП от MEAN…
  • От:КОМПЭЛ
  • />Вчера в 12:36
  • Тема:Новые RST-7K5/15K – мощные и надежные ИП от MEAN…
  • От:КОМПЭЛ

—>

Общение заказчиков и потребителей электронных разработок

Обсуждение проектов, исполнителей и конкурсов

Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 haker_fox iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus

  • />23 мая
  • Тема:Сайты для удаленной работы, фриланса
  • От:rmDAC
  • />23 мая
  • Тема:Сайты для удаленной работы, фриланса
  • От:rmDAC

Повышение стабильности операционного усилителя

В статье рассматриваются основные причины потери стабильности операционных усилителей, и даются практические рекомендации по улучшению этой характеристики.

Усилители с обратной связью по напряжению

Рассмотрим упрощенную модель операционного усилителя (ОУ), охваченного обратной связью (ОС) по напряжению и включенного по схеме повторителя напряжения (см. рис. 1). Характеристика этого ОУ имеет, по крайней мере, два полюса. Обозначим полюс на низкой частоте F1, на высокой – F2; конденсатор С3 вносит ноль, чтобы компенсировать полюс на частоте F3. На рисунке 2 показана выходная характеристика ОУ с кусочно-линейной аппроксимацией.

Упрощенная схема ОУ, охваченного полной ОС Рис. 1. Упрощенная схема ОУ, охваченного полной ОС Амплитудно-частотная характеристика ОУ Рис. 2. Амплитудно-частотная характеристика ОУ

Если частота F2 выше частоты среза 0 дБ, наклон участка с частотой среза близок к –6 дБ на октаву. При этих условиях запаса устойчивости по амплитуде и фазе недостаточно, и самовозбуждение усилителя не происходит.

Однако если полюс F2 находится на недостаточно высокой частоте, т. е. она меньше частоты среза, наклон характеристики на участке с точкой среза составляет почти –12 дБ на октаву (см. рис. 3). Запаса по амплитуде и фазе недостаточно, и усилитель с большой вероятностью перейдет в осцилляцию, т. е. схема будет работать нестабильно.

АЧХ ОУ при F2 ниже частоты среза 0 дБ. Наклон характеристики –12 дБ на октаву

Рис. 3. АЧХ ОУ при F2 ниже частоты среза 0 дБ. Наклон характеристики –12 дБ на октаву

Если частота F2 достаточно высока, но имеется еще один полюс (см. рис. 4), то наклон характеристики в точке среза снова равен –12 дБ на октаву, и схема с большой степенью вероятности будет работать нестабильно. Заметим, что при внесении еще одного полюса F3 при низкой частоте F2 наклон характеристики на частоте среза равен –18 дБ на октаву, т. е. осцилляция начнется обязательно.

При наличии 3-го полюса повышение F2 не приводит к стабилизации схемы

Рис. 4. При наличии 3-го полюса повышение F2 не приводит к стабилизации схемы

Рассмотрим схему на рисунке 5. Конденсатор С3 включен между инвертирующим и неинвертирующим входами, обратная связь обеспечивается двумя резисторами. При бесконечно большом сопротивлении R ОС максимально полная. Для анализа стабильности следует подключить C3 не к источнику питания, а к общему проводу, как показано на рисунке 5б.

Пример повышения стабильности схемы включения ОУ

Рис. 5. Пример повышения стабильности схемы

Принимая R3 = 10 кОм и используя рекурсивный дифференциальный анализ, исследуем характеристику в неустановившемся режиме в зависимости от значения С3.

В качестве примера рассмотрим усилитель с коэффициентом усиления при разомкнутой петле ОС 100 дБ, F1 = 10 Гц, F2 = 4 МГц. При этих данных точка единичного усиления приходится на частоту 1 МГц. Результаты для других значений С3 показаны на рисунке 6.

Выходной сигнал при подаче прямоугольного напряжения

Рис. 6. Выходной сигнал при подаче прямоугольного напряжения

Таким образом, можно сделать вывод, что желательно исключить электромагнитные помехи, улучшить топологию платы и полностью отказаться от конденсатора С3, порождающего нестабильности контура ОС за счет потери запаса по фазе.

Усилители с токовой ОС

Усилители с токовой ОС могут иметь большой выброс в выходном сигнале и работать нестабильно вплоть до перехода в режим генерации.

Двумя основными причинами нестабильности являются низкое сопротивление резистора в цепи ОС и появление паразитных емкостей на входе и выходе по отношению к земле.

В то время как малые емкости приводят к появлению выбросов на высоких частотах, большие емкости вызывают самовозбуждение усилителя, когда он перестает реагировать на входной сигнал.

Во избежание негативного воздействия паразитной емкости на стабильность усилителя следует:

  1. обеспечить правильную трассировку платы для сведения к минимуму паразитных связей;
  2. использовать указанные в документации номиналы резисторов ОС и резисторов, определяющих коэффициент усиления, чтобы обеспечить достаточный запас по фазе и повысить устойчивость;
  3. использовать компенсационные цепи для сглаживания выбросов в частотной характеристике.

Рассмотрим эти рекомендации подробнее.

Топология платы

Для обеспечения оптимальных характеристик усилителей требуется внимательно отнестись к топологии и трассировке платы. Особенное внимание следует уделить паразитным связям, внешним компонентам и номиналам резисторов (см. рис. 7–8).

Усилитель с токовой связью и компенсированными паразитными емкостями. Элементы RS, RIN и CIN служат для компенсации Рис. 7. Усилитель с токовой связью и компенсированными паразитными емкостями. Элементы RS, RIN и CIN служат для компенсации Предлагаемая топология двухслойной печатной платы с участками без заливки Рис. 8. Предлагаемая топология двухслойной печатной платы с участками без заливки

Во‑первых, необходимо использовать развязывающие конденсаторы на выводах питания. Для высоких частот конденсаторы 100 нФ и 100 пФ включаются параллельно и располагаются на расстоянии не более 6 мм от вывода питания. Для низких частот следует установить танталовые конденсаторы емкостью 6,8 мкФ на большем расстоянии от усилителя, чтобы использовать их одновременно для нескольких устройств. Кроме того, необходимо избегать близкого расположения линий питания и заземления, чтобы уменьшить паразитную индуктивность, особенно между выводами источника питания и развязывающими конденсаторами.

Во‑вторых, поскольку выход и инвертирующий вход усилителя являются наиболее чувствительными к паразитной емкости, выходной резистор RS следует располагать наиболее близко к выходному выводу. Резистор в цепи ОС и резистор, устанавливающий коэффициент усиления (RF и RG), должны находиться близко к инвертирующему входу. Они изолируют соответствующие порты от емкостных наводок со стороны линий передачи.

Простой пассивный RC-фильтр из компонентов RIN и CIN на неинвертирующем входе поможет компенсировать всплески коэффициента усиления, вызванные паразитными емкостями на инвертирующем входе.

Следует определить необходимость в выходном развязывающем резисторе. При малых паразитных емкостных нагрузках (менее 5 пФ) RS, как правило, не требуется. При большей паразитной выходной емкости можно обойтись без него, однако следует установить более высокий коэффициент усиления при замкнутой ОС.

Вблизи входных и выходных выводов следует оставлять участки, свободные от линий питания и заземления, во избежание появления паразитных связей по переменному току. На плате должен быть только один неразрывный слой питания и заземления.

Подключение тестового оборудования к измеряемой линии осуществляется через резистор 100 Ом для ее изоляции от емкости щупа.

Коэффициент усиления ОУ при разных номиналах элементов

Рис. 9. Коэффициент усиления при разных номиналах элементов

Как правило, производители указывают несколько значений RF для разных значений коэффициента усиления. Номиналы из рекомендуемого перечня обеспечивают оптимальные характеристики – остальные могут вызвать отклонения. На рисунке 9 показано, как влияет сопротивление RF на работу схемы при коэффициенте усиления 2. Оптимальное сопротивление RF = 1,1 кОм для данного коэффициента усиления, и это подтверждается характеристиками, приведенными на рисунке 9. При увеличении RF до 1,5 кОм начинается ограничение полосы пропускания; уменьшение до 600 Ом приводит к появлению выброса (см. рис. 10).

Отклонение от рекомендуемого значения RF вызывает выброс и сокращает полосу пропускания

Рис. 10. Отклонение от рекомендуемого значения RF вызывает выброс и сокращает полосу пропускания

Компенсация паразитных емкостей

Чтобы различить паразитную емкость на входе и выходе, анализируют реакцию на импульсное возмущение.

Паразитная емкость на входе всегда меньше выходной, вызывает короткие выбросы в сигнале. Паразитная емкость на выходе, как правило, вызывает продолжительный «звон» (см. рис. 11).

Перерегулирование сигнала за счет действия паразитной емкости на входе и «звон», обусловленный выходной паразитной емкостью

Рис. 11. Перерегулирование сигнала за счет действия паразитной емкости на входе и «звон», обусловленный выходной паразитной емкостью

Паразитная емкость на входе

Обычно паразитная емкость CPI на инвертирующем входе мала, составляет 0,5–5 пФ и обусловлена конструкцией схемы, а также шунтирующим резистором RG. Вместе RF, RG и CPI вносят низкочастотную составляющую в ОС усилителя, которая преобразуется в высокочастотную в выходной характеристике усилителя VO/VI. Для ее компенсации ставят ФНЧ на неинвертирующем входе усилителя. С этой целью входная емкость на неинвертирующем входе должна соответствовать паразитной емкости на инвертирующем входе. Аналогично, сопротивление RIN должно быть равно параллельному соединению RF и RG. На рисунках 12–13 показаны частотная и импульсная характеристики схемы, приведенной на рисунке 7. Коэффициент усиления G = 2, RF = RG и имеют номиналы, рекомендованные производителем.

Удаление выброса за счет RIN и CIN Рис. 12. Удаление выброса за счет RIN и CIN Компенсация перерегулирования за счет RIN и CIN Рис. 13. Компенсация перерегулирования за счет RIN и CIN

При CPI = 0 (черные кривые на рисунках 12 и 13) отсутствуют выбросы на обеих зависимостях. Номинальный коэффициент усиления: 6 дБ, амплитуда импульса: ±200 мВ при тестовом входном сигнале ±100 мВ на частоте 10 МГц. При CPI = 5 пФ (красные кривые) наблюдается выброс почти 21 дБ и перерегулирование ±1 В.

После компенсации (голубые линии) CIN = CPI = 5 пФ и RIN = RF||RG = RF/2; коэффициент усиления увеличивается на 0,5 дБ, а перерегулирование выходного сигнала достигает ±45 мВ.

Паразитная выходная емкость

Паразитная емкость на выходе усилителя обусловлена конструктивными особенностями схемы, однако основной вклад вносят:

  • большая емкость нагрузки, в т. ч. емкость переходов в подавителях помех;
  • емкость управляющих диодов;
  • емкость кабелей;
  • входные емкости АЦП и других усилителей.

Общее значение паразитной выходной емкости изменяется с 20 пФ до нескольких сотен пФ.

Как уже упоминалось, малая паразитная емкость на выходе незначительно влияет на передаточную функцию, а большая может вызвать всплеск коэффициента усиления и продолжительный «звон» в импульсной характеристике. На рисунках 14–15 показано влияние выходной емкости 20 пФ. Коэффициент усиления увеличивается менее чем на 1 дБ, а перерегулирование не достигает 30 мВ. Компенсация не требуется, хотя при необходимости достаточно немного увеличить сопротивления RF и RG.

Компенсация небольшой выходной паразитной емкости путем увеличения RF Рис. 14. Компенсация небольшой выходной паразитной емкости путем увеличения RF После компенсации выходной сигнал практически не меняется Рис. 15. После компенсации выходной сигнал практически не меняется

Напротив, компенсация больших емкостей необходима. На рисунках 16–17 показана частотная зависимость коэффициента усиления и выходная характеристика схем без компенсации. На сиреневой кривой наблюдается всплеск 15 дБ в передаточной характеристике и звон при реакции на импульс при CPO = 500 пФ. За счет увеличения RF и RG не удается добиться значительного улучшения (синяя кривая).

Компенсация большой паразитной выходной емкости за счет RS Рис. 16. Компенсация большой паразитной выходной емкости за счет RS Компенсация резистором RS обеспечивает значительное улучшение выходного сигнала Рис. 17. Компенсация резистором RS обеспечивает значительное улучшение выходного сигнала

Использование последовательно включенного резистора RS позволяет изолировать выход усилителя от емкости нагрузки (см. рис. 7).

Достаточно RS = 3,9 Ом для сокращения всплеска коэффициента усиления до 0,5 дБ; при этом перерегулирование сигнала на выходе уменьшается с ±400 до ±50 мВ.

Итак, для обеспечения стабильности усилителя следует придерживаться следующих рекомендаций:

  • выбирать топологию платы, обеспечивающую минимальные паразитные емкости;
  • буферизовать линию питания на низких и высоких частотах при помощи конденсаторов 6,8 мкФ, 100 нФ и 100 пФ;
  • установить резисторы с сопротивлением 100 Ом между тестовой точкой и измеряемой линией передачи для развязки сигнальной линии с емкостью щупа;
  • использовать номиналы резисторов, рекомендуемые производителем;
  • провести исходный анализ на импульсное воздействие, чтобы выделить паразитную емкость на выходе и входе;
  • компенсировать входную паразитную емкость, подключив RC-контур на неинвертирующий вход;
  • компенсировать малую выходную емкость путем увеличения RF и RG;
  • компенсировать большую выходную емкость включением небольшого развязывающего резистора RS.
1 комментарий

Статью писала жертва ЕГЭ? Или перевести толком не смогли? «Логика» и «последовательность» — это не самая сильная сторона этой статьи. Нет объяснения упрощённой схемы ОУ, приведённой в статье и её связи с нулями и полюсами. Нет объяснения ПРИЧИН возбуждения ОУ при расположении полюсов до и после частоты среза. Рис. 5 — ужасны! Нет подписей на нём для «а» и «б» рисунка. Связи с компенсацией на них тоже нет. В фразе «Для анализа стабильности следует подключить C3 не к источнику питания, а к общему проводу, как показано на рисунке 5б» ошибок совсем не видите? Нет объяснения по разнице в компенсации ОУ с ОС по току и напряжению и причин этого. Нет примеров компенсации выходной ёмкости через охват компенсирующего резистора цепью ОС. По тексту куча проблем со значениями перерегулирования сигнала.
«Достаточно RS = 3,9 Ом для сокращения всплеска коэффициента усиления до 0,5 дБ; при этом перерегулирование сигнала на выходе уменьшается с ±400 до ±50 мВ.» — тогда почему у вас на графиках 4,7кОм?
И это только — мельком по статье. У вас редакторы вообще вычитывают материалы?

Как побороть «возбуждение» ИТУН?

Здравствуйте всем!
Вопросов собственно два:
1) Почему возбуждается ИТУН?
2) Как устранить данную проблему?
О схеме (см .аттч.) ИТУН реализован на 1-м ОУ LM358 (схема собрана на макетной плате) управляет 2-я IRF540 установленных на радиаторе. Измерение тока осуществляется шунтом 0.01Ом + дифф.усил Kу=50, сигнал тока поступает на АЦП MCPU через RC цепь и на вход ОС ИТУН (выв 2″-» DA2.1). Вкл/откл ИТУН осуществляется шунтированием выхода ОУ DA2.1. Собственно схема работает очень не устойчиво при токах >1а возникает возбуждение с частотой

0,5-1кГц. Замена емкости С1 на 1мкф помогает но совсем возбуждение не устраняет . Пробовал менять ОУ(на 2-й ус.) и отключать VT4 не помогает.
——
PS ИТУН = источник тока управляемый напряжением.

DA2.1 попробуйте сделать интегратором (конденсатор где-нибудь 0.01 мкф между 1 и 2 ногой). Хотя лучше схему промоделировать в чем-нибудь.

AlexAlcoa: 1) Почему возбуждается ИТУН?
Потому, что обратная связь работает с большой задержкой, в основном из-за R6, C1 и входной ёмкости VT3, VT4. Устранить можно уменьшив быстродействие DA2.1 как уже предложено выше.

chav1961: попробуйте сделать интегратором Спасибо, конденсатор 0,1мк(с 0,01 возбуд возникал) между 1 и 2м выводами исправил ситуацию . Также попутно удалил С1 работает .
Спасибо за быстрые и четкие ответы.

Поддерживаю chav1961.

Но в сначала уберите конденсатор С1.
Во первых, совместно с резистором R6 он образует сглаживающий фильтр, необходимый только при использовании компараторов, на выходе которых напряжение может иметь ступеньку. Вы же используете ОУ, по этому такой фильтр не нужен. Он только ухудшает реакцию ИТ.

Правда у LM358 выход работает в режиме А только при малых нагрузках, а при больших он переходит в режим В. Для быстрого выхода схемы на рабочий линейный режим, обычно ставят диод между выводами 3 и 1 ОУ DA2.1 (анодом на 3-й вывод, катодом — на 1-й).

Во вторых, С1 у Вас сидит нижним концом не на корпусе, а на датчике тока, образуя ещё одну лишнюю связь. Возможно это и является причиной возбуда.

P.S. Ну вот, пока писал, уже и без меня разобрались.

В подобной схеме был подобный эффект. вылечил убиранием одногоиз резисторов от датчика тока. Как мне кажется для корректной работы ОУ усилителя с датчика тока нужно подпитать «минусом»

Wladimir_TS: вылечил убиранием одногоиз резисторов от датчика тока Каким?
Wladimir_TS: корректной работы ОУ усилителя с датчика тока нужно подпитать «минусом» ОУ AD855x питаются только однополярным напряжением, и работает данный усилитель на 5+

AlexAlcoa, в соседней теме тут Владимир_ТС поведал, что в больничку прилёг, так что Вы не налегайте особо.

Ув. форумчане, подскажите, пожалуйста, почему в схеме ИТУН (с предложенными доработками) пробиваются полевики при общей рассеиваемой мощности на транзисторах

>60-70Вт?
Ведь 1н IRF540 должен держать 150Вт(Power Dissipation) судя по pdf. Транзисторы перегреться, не успевают т.к. пробой происходит через 5-10сек после включения. На транзисторах падает

5а, возбуда итун не наблюдается.
PS При рассеиваемой мощности 35-40Вт проблем с пробоем не наблюдается (работает часами) хотя транзисторы нагреваются 80-85гр., думаю нужно будет увеличить радиатор и поставить более производительный вентилятор(ы).

Не факт, что они не успевают перегреться. Эти транзисторы рассчитаны, в первую очередь, на ключевой режим работы, в линейном режиме их передаточные характеристики, безусловно, будут отличаться — особенно в районе перегиба. Вполне возможно, что при включении у Вас обычно работает только один транзистор, а потом, по мере прогрева, токи перераспределяются по обоим. Тепловое сопротивление у IRF540 по даташиту — 1 град/ватт + 0.5 град/ватт, итого 1.5 град/ватт. 1.5 * 70 Вт = 105 град. разность температур кристалла и среды при включении. Если в комнате +20 град, кристалл при включении тут же нагреется до 125 град. Немало.

Форум про радио — сайт, посвященный обсуждению электроники, компьютеров и смежных тем.

Похожие публикации