Здравствуйте! Есть задача спроектировать источник тока, работающий в полосе частот до 10 МГц с выходным током до 3 мА. Нагрузка - резистивная, до 2 кОм. Перерыв кучу схем с семинаров по электроимпедансной томографии решил остановиться на схеме, приведённой на скриншоте. Изначально в неё были JFET транзисторы, т.к. их ассортимент на диджикее и доставаемость (в схеме были 2n5459 и 2n5460) хуже чем у MOSFET, то, руководствуясь книгой Хоровица поставил их в схему. Микрокап без загвоздок считать процессы в схеме отказывался (например при выполнении АС анализа т.к. в схеме есть интегратор, приходилось считывать state variables из файла, сохранённного после проведения Transient анализа), но всё-же посчитал. Прикрепляю скриншот АС анализа. Как видно на 10 МГц схема уже имеет подъём АЧХ где-то на 2...3 дБ. Хотелось бы это убрать. Как узнать где "слабое место" схемы? Как можно её "покаскадно" проверить, т.е сначала - АЧХ на участке in-out_buff. А что потом?
P.S. Исходная схема была довольно-таки низкочастотной, в ней использовались LF351 (GBWP=4 MHz) и LM318 (GBWP=15 MHz). Заменил все ОУ на AD8066 (GBWP=145 MHz). Транзисторы выбрал с небольшой входной ёмкостью (27 пФ у n-ch и 11 пФ у p-ch), если что могу n-канальный поставить с ещё меньшей ёмкостью (2sk3019 - 13 пФ).
P.P.S. резисторы по 10 мОм в схеме для возможности мерять ток в этих цепях.
Заранее спасибо

Сообщение отредактировал kt368 - Apr 3 2012, 04:53

Посмотрел на схемку, задуманную автором.
Представил, как он всё это будет разводить...
На 10 МГц монтажные емкости сделают ему такие коррективы, что про ровную характеристику можно даже не мечтать. Если вообще всё это хоть как-то будет работать. Я думаю, что не будет.

Можете конечно покидаться в меня тухлыми помидорами, а потом отправить в подготовительную группу детсада, но я попытался бы воспользовался известной простейшей схемой, где нагрузка включается в цепь ООС.

ЗЫ
И еще оч интересно мне, как автор решит вопрос подвода тока к своей нагрузке. Емкостью провода на 10 МГц пренебречь никак не возможно.

Рассмотрите подобную схему- полностью дифференциальный токовый драйвер. При работе на витую пару (или непосредственно на нагрузку) 10 Мгц можно раскачать. Конечно , может понадобится переделка силовых транзисторных каскадов конкретно под нагрузку.

Я пробовал подобную схему. Резисторы ооооч хорошо подбирать надо.

ЗЫ
Еще зависит - какой класс точности нужен? Может обычное "токовое зеркало" будет работать?



Сообщение отредактировал Меджикивис - Apr 3 2012, 09:59

Спасибо за полезные пинки. Что-то я совсем прошляпил с емкостью монтажа....Скорее всего будет решение такое: Какой-то (буду ещё думать/обсуждать/прототипировать) источник тока, пусть даже плохой, потом соединительные провода, а потом - непосредственно возле объекта - шунт на десяток...сотню Ом и высокоскоростной АЦП для собственно измерения тока, который мы пихаем в объект. Тогда, по-идее, будет уже не так важно выходное сопротивление источника тока. Завтра на совещании обсужу с товарищами.
Тема до конца не закрыта, но пока - пауза.

Поместить рядом один шунт недостаточно. Потому что сигнальный провод от него так же имеет емкость, да еще это вход - нужно экранировать от помех, емкость вдвойне.
Я бы поместил рядом всю схемку с ОУ: в щупе или в корпусе разъема (или что там у Вас) чтобы соединительные провода были не длинее сантиметров несколько. Вот тогда еще что-то возможно нормальное.
У Вас же всего 3 mA; тем более, если схему делать SMDшную, это много не займет, поместится куда угодно.

Рекомендую как ниже. Это самая безглючно работающая.
А задающий сигнал на нее подавать по хорошей согласованной линии, иначе резонансов не избежать.

Можно еще подумать в сторону ad8129/30, с включением по схеме генератора тока - обратная связь берется с шунта.
К шунту - подстроечный конденсатор.

Это само собой разумеется, буферный каскад будет в самом щупе.
Мне нужно чтоб одна из точек подключения нагрузки имела нулевой потенциал, чтобы на втором выводе нагрузки была синусоида относительно нуля...как-то криво объяснил...
Как я понимаю чтобы использовать предложенную Вами схему в этом случае нужно на выходе использовать транзистор? Как на рисунке ниже (только лучше полевой для минимизации погрешности из-за базового тока)? Но как тогда с отрицательной полуволной синусоиды?
А не подскажите где можно подробней почитать про полностью дифференциальные ОУ, в частности про схему источника тока на нём? А то пока для меня почти вся схемотехника черпается из ХХ, а там про полностью дифф. ОУ не много, редкость это ещё тогда было наверное...

Попробуйте изложить на русском языке. Некоторые поймут.
Что до диффусилителей, то посмотрите даташит на ad830 и поищите литературу по этому ключевому слову на сайте AD.
Зачем Вам транзистор для таких маленьких токов... Для таких маленьких токов подойдут маленькие же транзисторы внутри микросхемы.

Прикрепил картинку, на которой видно какой должен быть выход у источника тока. Схему с транзистором я взял из ХХ, эта схема позволяет использовать заземленную нагрузку, но ток, ясное дело может течь только от плюса к минусу питания, т.е. мы сможем получить только то, что приведено на второй картинке.
Про полностью ДУ сегодня буду читать.

Понятно. "заземленная нагрузка" называется.
Такие схемы есть, но там 4 резистора, которые исключительно точно должны быть согласованы попарно. А учитывая, что на вашей довольно высокой частоте всегда есть монтажные емкости, то эти сопротивления получаются в общем комплексными, придется еще понавесить компенсирующие конденсаторы; не дай бог начнется еще возбуд, - огромный гимор.

Меньше проблем Вы получите, если используете приведенную мной схему, и гальванически развяжете ее питание и вход, чтобы один из концов нагрузки можно было заземлить.

Никаких буферных каскадов, никаких дополнительных транзисторов не требуется: любой современный ОУ три миллиампера потянет непосредственно собственным выходом.

Datasheet Analog Devices OP285, Figure 14.

Если попробовать схему на полевике и обычном ОУ для управления. Управляемый источник тока ОУ плюс полевой транзистор схема с общим истоком ток регулируется ОУ напряжением на затворе поддерживая необходимое напряжение на резисторе стоящем в истоке. Для совсем высоких частот можно добавить каскад с общим затвором (каскодная схема).

А как тогда будет через нагрузку проходить отрицательная полуволна синусоиды? Не будет ли того, что видно на правом рисунке (см. выше)?

А почему именно ток? И именно 3 мА и 2 кОм?
Просто на таких частотах и такие токи, + емкость монтажа(как уже вам указывали).