Здравствуйте!
Ответьте если нетрудно на вопрос
Разрабатываю следящую систему
Есть усилитель ошибки, датчик и нагрузка, являющаяся исполнительным звеном
В общем это генератор тока, но не суть важно
вся эта схема должна работать на высоких частотах
Как следствие усилитель ошибки - широкополосный 200МГц и вся система имеет запас по фазе 45град
Проблема заключается в емкостях монтажа.
Почти все узлы схемы имеют низкое сопротивление и емкость монтажа на них не влияет
Но сама нагрузка и опорное сопротивление имеют сопрот 6к. в сочетании с емкостью монтажа это дает доп фазовый сдвиг
и схема возбуждается
(см рис)
Если убрать слой земли под этим фрагментом схемы, емкость конечно уменьшится, но она скорей всего станет зависеть от случ вещей
например- поднесение руки к этой части платы итп
Может заземлить этот кусок слоя через индуктивность. Тогда на ВЧ вроде как емкость будет включена послед с индукт и это исравит положение
или это какая-то фикция?

Параллельно объекту управления надо включить конденсатор примерно на 10пФ, который компенсирует ёмкость монтажа.

Не могу. Система управления поддерживает ВЧ ток через объект управления (индуктивный датчик)
Если параллельно ему поставить емкость она заберет существенную долю тока.
то есть это даст существенную ошибку
10пФ на 10МГц - 20к
100мкГн на 10Мгц - 6к ошибка 30%

Может этот кусок экрана запитать через повторитель как на рис.

То есть у вас там ещё и дроссель?Он вовсе не эквивалентен 6к, сопротивление у дросселя мнимое и зависит от частоты. Дополнительный конденсатор не увеличит ошибку, а уменьшит ошибку, вносимую той самой ёмкостью монтажа. Если нагрузка дроссель, то надо кое-куда добавить ещё резистор, чтоб не звенело, а вообще, с дросселем надо смоделировать в спайсе, всё может быть гораздо сложнее.

Что-то у Вас всё мудрёно. Берёте простой генератор сасиноиды! Подключаете нагрузку через резистор, с которого снимаете напряжение кратное току, для АРУ!

Я имел ввиду 100мкГн на 10МГц а вообще конечно дроссель имеет резонансную частоту
И я сильно сомневаюсь что 100мкГн будет иметь резонансную частоту более 10Мгц
но ТЗ есть ТЗ и надо выполнять. По ТЗ нагрузка может быть дросселем от 1мкГн до 100мкГн а также может быть и активной
Поэтому рассчитать точно корректирующую емкость трудно
Кроме того, схема немного отличается от того, что я нарисовал
Емкость монтажа в реальной схеме влияет меньше в Ку раз, по сравнению тем что я нарисовал. см рис
т.к. в установившемся режиме точка соединения нагрузки и опорного сопротивления находится под потенциалом
близким к нулю. В этой точке действует напряжение ошибки.
Проблемы не с погрешность а с устойчивостью


Это нечестно.
Я уже думал об этом, спрашивал заказчика. Ему нужна регулировка по мгновенному значению.
При 10% погрешности это конечно не очень серьезно, но погрешность такая большая только на ВЧ.
она обратна Ку. на более низких частотах она гораздо меньше и там реально регулир по мгновенному значению, что важно тк спасает от гармоник

Сообщение отредактировал sifadin - Oct 20 2012, 11:40

На глаз мне кажется, что такая схема будет стабильна при нагрузке порядка мегома и выше, лучше всё с нуля переделать. Вот, скажем, простой вопрос: зачем напряжение делится на резисторах R1/R10, а затем умножается на R8/R9 ?

все вместе это повторитель.
если использовать стандартную схему неинвертирующего усилителя то скажется входная емкость ОУ.
эквивалентное сопротивление нагрузки и опорника 3к входная емкость 8п - схема возбудится около 100МГц - в соответствии с пост времени
поэтому я делю, с низкого сопрот делителя снимаю, а потом обратно усиливаю
Операционные усилители - токовые.
Я забыл нарисовать емкость в цепи ос второго усилителя который ограничивает полосу


Схема от нуля не устраивает из-за погрешности
Она определяется как 1/ (Kу/Кн+1) где Ку =10 коэфф усил больше не сделать
Кн=Zн/R0 в схеме с нулем Zн>10 *R0, иначе будет ограничена амплитуда треб 10В
То есть при таких раскладах он работать не будет - погрешность 50%
А усилитель с большим усилением можно получить только увеличив число каскадов, а это не получится, тк уменьшится запас по фазе
он дб 90град

Эта тема (стабильности) обсуждалась в моем пред топике но он как-то загнулся
("ВЧ генератор тока проблемы стабильности")
Там я интересовался как реализовать многокаскадный усилитель с запасом по фазе 90 град
но проблема осталась нерешенной
А почему Вы решили что стабильность возможна при сопр более 1Мом?

Сообщение отредактировал sifadin - Oct 20 2012, 16:47

Таким образом, шунтом фактически является R10, R0 и R14 получаются лишними. Смотрим дальше, при GBP 2G и усилении 10, сдвиг фазы на 200МГц будет около 90градусов, только на одном каскаде. Или у Вас GBP 10G, было бы интересно узнать тип усилителей. Далее, второй каскад имеет входное сопротивление 1k. В первом каскаде Вы боролись за низкое входное сопротивление, а тут увеличили его в 10 раз и ничего. Стабильность при нагрузке от мегома потому, что Вы не нарисовали тот самый конденсатор, "ограничивающий полосу", что делает систему нестабильной при более низком сопротивлении нагрузки(хотя это очень приблизительная оценка).

ИМХО, ни в коем случае не заземляйте через дроссель. Самое лучшее - подключить напряжение на экран через повторитель.

Я невнимателен. Указал не те номиналы.
Там на входе 100Ом , поэтому требуется повторитель перед вторым каскадом. Увеличить сопротивление невозможно - усиление ограничено отношением Z/Rвх, Z -внутренний импеданс токового ОУ на частоте 10МГц - 3к (для AD812), поэтому на входе надо мало.
но ошибка ограничена как
1/K + Zн/R0*K + Zн/R1*K R1 100Ом не подходит. отсюда и вырастает повторитель
AD812 был слабоват и я заменил на AD8016, но похоже его SPICE модель кривая - не верю, что импеданс ОУ для 10МГц 750к. Отсюда и завышенное значение сопротивления 1к, на самом деле будет 100Ом
Насчет устойчивости первый каскад - повторитель гораздо широкополоснее второго. Его частота среза 1G. ( AD8009, Roc=300)
Его усиление всегда меньше единицы
У второго частота единичного усиления 200МГц фазовый сдвиг будет ок 120град, у первого на этой частоте ок 10 град
итого 130град запас 50град. Но на этих частотах дроссель будет иметь емкостной и низкоомный характер, остается как бы резистивный делитель и на нем фазовый сдвиг будет небольшим


Почему? Резонанс?



Нет основной ток течет от входа через R0 и нагрузку и выход усил ошибки

А в R10, R14 утекает ток ошибки для управления

Сообщение отредактировал sifadin - Oct 21 2012, 12:36

Рзонанс в том числе. Потом земля, к которой вы присоединяете экран везде разная (я говорю о заземлении, а не об общей точке схемы). Идеальной земли не бывает. Она имеет емкость относительно шин питания и т.д. может и маленькую, но все же... У вас на столе может и работать, а у заказчика опять начнет генерить. Я вообще не уверен, что у вас генереж из-за уменьшения запаса фазы. Проверить очень просто - включите в цепь питания усилителя ошибки по 1-Ом резистору. По крайне мере фильтр по питанию получится. У вас же на шинах пиатния ОУ наверняка стоят емкости на землю.

Сообщение отредактировал Ликург - Oct 21 2012, 17:21

Действительно, с этими ОУ можно получить приемлемый запас по фазе. Следующий вопрос - там на схеме стоит конденсатор C1, его номинал не очень хорошо видно, но вроде бы 1u, то есть нагрузка почти чисто емкостная, резонанс около 50кГц, что в корне меняет дело. Это дополнительный конденсатор, или он является частью датчика? Вообще, не очень понятно, как должна работать стабилизация тока через колебательный контур на частотах в области параллельного резонанса.

Опять я проглядел. Это я прогонял схему когда она замкнута по ВЧ. Так-то емкости не будет
Параллельный резонанс это проблема. Прибор будет определять характер нагрузки если он емкостной или перегрузка по напряжению то работать не станет о чем и просигнализирует
А еще вопрос зачем применяют не сплошную заливку земли, а штриховкой - чтобы уменьшить емкость монтажа?
Если да то как рассчитать толщину линий и 'скважность' решетки ?

Топикстартеру:
1) не могли бы вы полностью и чётко описать задачу? У меня есть сомнения в необходимости полосы АРУ 200МГц
2) Почитайте где-нить общие принципы работы ОУ с ТОС и методику выбора резисторов в ООС. Так, как у вас они включены, делать нельзя.