Здравствуйте
Бьюсь над проблемой нужно сделать генератор тока в диапазоне 100Гц…10МГц
Нагрузка – различные катушки индуктивности от 1 до 100мкГн, но может быть и активным
Необходимо обеспечить ток через нагрузку 1..20ма, но амплитуда не более 10В
Точность 20%
Пробовал реализовать схему на сильноточных токовых ОУ.
Пытался пробовать различные варианты но все они сводятся к следующему:
Входное опорное напр минус сигнал с датчика тока усиливаются и поступают на нагрузку
Основная трудность – запас по фазе у усилителя дб более 90град
Но такой запас можно получить только на одном каскаде. (Индуктивность частично включена в ОС опер усилит , включенного по инвертирующих схеме )
Ошибка в такой схеме определяются усилением а оно отношением Zоу (внутренний импеданс токового ОУ 10к на 10мгц) к ZL (реактивное сопротивление катушки 6к) при таком раскладе он не будет работать как стабилизатор тока
Если использовать несколько последовательных каскадов то фазовые сдвиги складываются
Как сделать усилитель с коэфф 300 на 10МГц с запасом по фазе 90град

Сообщение отредактировал sifadin - Oct 7 2012, 13:06

Вообще, с индуктивной нагрузкой работать стоило бы работать совершенно по-другому, чем с активной.
Ток у Вас задается внешним сигналом?
Я как-то решал задачу сделать стабилизатор тока в индуктивности, базовая схема была такой (на рисунке). Это всего один каскад, пропорционально-интегральный регулятор. Он работает с индуктивностью, как с внешним интегратором напряжения, выдаваемого ОУ (результатом интегрирования и является ток). При этом ОУ не токовый, обычный - поскольку управляющим сигналом является напряжение.
Не совсем понял, для чего нужен коэффициент усиления 300. Нельзя взять токовый датчик побольше, ведь ток маленький? Вы можете потерять 1 вольт на датчике, но зато КУ будет около 10 всего, и выбрать ОУ гораздо легче.

Хотя в Вашем случае, кажется, обратная связь должна содержать еще и дифференциальную компоненту (дифференциальный регулятор), иначе на ВЧ фазовый сдвиг выходного тока будет велик. Хотя, устойчивой схема будет в любом случае.

Сообщение отредактировал AlexeyW - Oct 7 2012, 13:33

Да прямо так и сделать — любой биполярный источник тока, например, Хауленда, или на транзисторах, а выход зашунтировать диодными ограничителями.

Спасибо
Возможно я перемудрил с усилением
Уровень второй гармоники не более 40дб откуда усиление 100 на частоте 10МГц
поэтому я стал искать широкополосные ОУ ничего не нашел из ОУ по напр
поэтому остановился на токовых - у них полоса зависит от резисторов
Но коэффициент усиления всеже косвенно ограничивается
Но возможно данные требования 40дб являются труднореализуемыми
Попробую Вашу схему и напишу


Схема хауленда чувствительна к разбросу. на 10мгц слишком влияет монтаж
я пробовал на транзисторах но там все утекает в коллекторные емкости
какие есть еще схемы

Сообщение отредактировал sifadin - Oct 8 2012, 11:23

Знаки препинания принципиально игнорируем или на клавиатуре нет такой кнопки?

Правила русского языка в отношении пунктации слишком громозки - их никто толком не помнит
Поэтому ставлю их когда без них уж совсем невозможно

Вы вопросы задаете другим или себе? Если себе - то все очень громоздко.

Спасибо за замечания, но хотелось бы по сути....



Схему изучил ошибка в ней определяется как величина обатная к Ку/Kн +1
где Кн=Zн/R0 - отношение нагрузки к сопротивлению датчика тока
Ку петлевое усиление интегратора на 10МГц более 100 не получить
максимальная нагрузка 6к датчика 100 Ом - отношение 60

ошибка на ВЧ 1/ (100/60+1) 40% - многовато

надо 20%

Вы вначале сказали, что с индуктивностью надо работать совершенно по-другому
Расскажите, пожалуйста как

Работать с индуктивностью по-другому - я имел в виду то, что индуктивность как бы является расчетным элементом схемы (конкретно - интегратором напряжения, выдаваемого ОУ). Но, наверное, я поторопился, за что извиняюсь - так можно работать, только если индуктивность меняется в узких пределах, а в Вашем случае она меняется на два порядка.
Если рассмотреть как характеристику системы ее отклик на ступеньку (переходная характеристика), то в моей схеме это так: если возникает ступенька опорного напряжения, то ОУ выдает на выходе пропорциональную ступеньке составляющую, которую индуктивность интегрирует до обнуления ошибки. Итого постоянная времени - это L/(Ку*Rдатчика). Интегральный член устраняет постоянную составляющую.
Возможно, в Вашем случае можно попробовать рассчитать схему для максимальной индуктивности, а при меньших индуктивностях просто ошибка будет пропорционально меньше. Но ввести в усилитель дифференциальную часть все же очень желательно.
(ЗЫ: что-то уведомления не приходят)

А нельзя ли просто взять быстрый ОУ (скажем, до 300 МГц) и сделать источник тока по стандартной схеме?
Например, LMH6612 (я делал на нем источник импульсов тока, правда, с силовым мосфетом на выходе).

А какую схему в данном случае Вы считаете стандартной. Ну, сопротивление датчика тока - понятное дело, но потом идет цепь ОС, и она может быть выполнена по разным уравнениям?

ОС у меня просто С= 47 пФ с выхода ОУ на инверсный вход + R 2 Ком с инв.вх. на датчик тока.
У Вас может быть С поменьше и R побольше для Вашей полосы частот.
Еще с вых. ОУ к нагрузке R 10-30 Ом для устойчивости.

Промоделировал и собрал такую схемку (файл прикрепляю) операционники токовые
X1 - AD8009 X2 -AD812
Удалось повысить точность, тк сопротивление- датчик тока R0 можно сделать равным сопротивлению нагрузки
(за счет того что X1 работает в противофазе по отн ко входу разность потенциалов на последоват соед нагрузке и R0 вдвое больше чем в пред схеме)
Погрешность такой схемы ограничена:
1/К + Rнагр/K*R0 + Rнагр/K*R1
даже при K=10 можно получит 10%
для разных токов я буду переключать R0
Проблема в том что получить K=10 на Ad812 на 10МГц невозможно максимум 3

А другие операционники не работают при +/-12В


Надо бы применить комбинацию каскад с большим усилением и далее каскад на ad812 как выходной

Но здесь и зарыта собака - фазовые сдвиги складываются и при замыкании цепи регулирования возникнет возбуждение
Фактически каждый каскад имеет полюс после которого усиление спадает как 6дб на октаву а фаза накручивается как atan(f/fp) . Усиление спадет до единице на частоте f0*K фаза на этой частоте
atan(K) При K=3 это почти 90
Если мы теперь возмем несколько таких каскадов и охватим их ООС то наверняка найдется такая точка
где петлевое усиление > 1, а фаза накрутилась на 180
Возникнет возбуждение
Как с этим бороться


Если включать нагрузку прямо между инверт входом и выходом то параметры обратной связи будут зависеть от нагрузки
А нагрузка у меня черт знает какая: она может быть и емкостной и индуктивный и активный и низкоомной и несколько Ком
следовательно запас по фазе дб более 90 а все ОУ по напр имеют запас 60град
Вводить коррекцию - не вариант - многое уйдет в корр емкость и на 10МГц это даст ошибку
В этом частотной диапазоне несколько пик - уже создают проблемы
Кроме того погрешность в такой схеме определяются как
1/(Kу/Кн +1) (см. ранее)
На 10МГц получить большой Ку (>30) очень трудно

Надо же схема не грузится - мне запрещено грузить файлы


Если интересует могу выслать на личку

Помимо этой Вашей одной? Разумеется, есть ещё куча других, в т.ч. таких, в которых ничего не утекает.

Совершенно никчемный ответ

Сообщение отредактировал sifadin - Oct 13 2012, 10:34