Здравствуйте. Занимаюсь разработкой схемотехники ОУ с повышенным быстродействием. Хотелось бы узнать какие способы повышения быстродействия используют участники форума при проектировании ОУ. Пользуется ли кто нибудь способом увеличения диапазона активной работы (каскады с адаптивным смещением, нелинейная коррекция и т.д.) каскадов ОУ (входного в первую очередь)?
Речь не о малосигнальном быстродействии (полоса пропускания), т.е. увеличение скорости нарастания без повышения верхней граничной частоты. Заранее спасибо.

Дома книжка стоит на полке, правда старая. Но там как раз и описываются эти проблемы - о том как при перегрузке входного каскада срабатывает параллельный контур, который резко увеличивает ток питания и начинает закачку тока в промежуточный и выходной каскады. Ну и в результате скорость отклика увеличивается и перех. процесс состоит из двух частей - быстрой и медленной, но точной
Если найду, то напишу, как называется...
Удачи!

Спасибо. Такие книжки я знаю и старые и новые (Анисимов, Прокопенко, Полонников, Матавкин и т.д.) Но кто их пробовал использовать в реальных проектах? Поделитесь пожалуйста, что из этого вышло?

Пользуемся (но еще не проверено). Но от этих адаптивных смещений жрачка в динамике капитально поднимается, правда и скорость нарастания очень серьезно поднимается... Еще есть некая проблема с коррекцией этих адаптивных смещений - за счет лишней ОС по этому смещению получается дополнительная цепь, которую надо корректировать. Еще пользуемся дифпарами с перекрестными связями через истоки. Если не надо R-t-R то отличная штука.

"но еще не проверено" - т.е. еще не было изготовлено образца такого ОУ?

Да. Только симуляция.

"Еще есть некая проблема с коррекцией этих адаптивных смещений - за счет лишней ОС по этому смещению получается дополнительная цепь, которую надо корректировать" - здесь вы имеете проблему появления выброса на переходном процессе? Вы используете цепи, которые в режиме малого сигнала выключены и включаются только при динамической перегрузке входного каскада (например, как http://www.mican.sssu.ru/ патент № 2248085)? Интересует, насколько известны разработчикам такие решения.

Я использую схему, обеспечивающую квадратичную зависимость рабочего тока от разности токов в плечах дифкаскада. Эта схема сама по себе как бы отключится в нормальном режиме, когда потенциал на входах опера одинаков. Про коррекцию - приходится отдельно корректировать сам опер, а отдельно эту "токовсаживалку", представляющую собой пару перекрестно завязанных токовых дифкаскадов. Да в общем-то проблема от недокорректированной этой цепи выглядит так же, как и собственно недокорректированный сам опер, т.е. или выброс, или осцилляции, задача стоит оптимально скорректировать обе части, чтобы эта "токодобавка" успевала выполнять свои функции и при этом не портила общек картины со стабильностью.

СОВЕТ!
Посмотрите за последние годы US патенты с автором из TI -- Vadim Ivanov.

Да, транслинейные схемы в духе Hearn-а. При больших скоростях нарастания, кстати, проблемным может становится и обеспечение устойчивости в ООС R-R выхода (рост крутизны) Для более конкретного совета опишите задачу.

Сообщение отредактировал SIA - Oct 9 2007, 22:40

Я достаточно хорошо ознакомлен с теорией таких нелинейных корректирующих цепей и с патентами Иванова знаком и со многими другими материалами, занимаюсь этой темой уже 5 лет. Конечно за это время были некоторые результаты внедрения данной схемотехники, но подавляющее большинство - моделирование в PSpice.
Цели моего вопроса
- узнать о практических результатах применения нелинейных корректирующих цепей для повышения скорости нарастания ОУ.
- найти схемотехников, которым интересна эта тема, по которой у меня есть огромное количество материала и которым я с удовольствием поделюсь в обмен на интересное обсуждение данной темы

Чтобы еще более прояснить ситуацию, скажу следующее. Есть научная группа, которая занимается проблемами аналоговой микросхемотехники в которой я и состою. У нас множество наработок по данной теме, которые мы свободно распространяем среди отечественных производителей аналоговой микроэлектроники. Мы поставили перед собой задачу ознакомить разработчиков с аналоговой микросхемотехникой развитой нашим коллективом. Поэтому если кому-то интересно, обращайтесь. Потому что идеи должны использоваться, а не пылиться на полках.

Заглянул на сайт h**p://www.mican.sssu.ru/ и с удивлением узнал (и не только я), что такой центр существует, да еще и в сотрудничестве с БГУ (который я успешно окончил в этом году). Как я понял Alex_IC вы при этом центре и работаете? в связи с этим хочется узнать, чем живет этот центр теперь, возможно ли наладить общение, к чему можете привлечь начинающих специалистов?

>>найти схемотехников, которым интересна эта тема, по которой у меня есть огромное количество материала и которым я с удовольствием поделюсь в обмен на интересное обсуждение данной темы

одного вы уже нашли, всегда открыт к контакту. но хочу предупредить, я еще в этом деле ламер. только начинаю входить в тему.

Разрабатываю в том числе КМОП оперюки и компараторы. Специфические, стойкие, малопотребляющие и шустрые. Скоро некоторые должны начать серийно производиться. Проблем хватает. А какими идеями и как Вы хотели бы поделиться? С удовольствием "ознакомился бы с аналоговой микросхемотехникой, развитой Вашим коллективом".
Насколько я понял, практических реализаций у Вас почти нет, в основном "чистая наука"?

"Огромное количество материала" - плохо. Лучше чуток, да полезного. Времени нет изучать "большие труды".

C удовольствием пообщаюсь. Единственное что - я сам одновременно и схемотехник и специалист по динамике систем, поэтому почти всегда могу придумать что-то под конкретную задачу, исходя из "первых принципов", а вот "сочинением патентов" впрок практически не занимаюсь ввиду отсутствия практической целесообразности. Гибридный малопотребляющий (6...7 мА) ОУ со скоростью более 8000 в/мкс был сделан еще в 1989 году. Использовалась трансформация конфигурации входных цепей на ВЧ из ОК-ОЭ в каскод ОЭ-ОБ. Естественно, оформлено было а/с.
Теперь о нелинейной коррекции. Вообще-то говоря, цепи нелинейной коррекции (насколько я помню) используются в основном для обеспечения устойчивости "в большом" объектов управления в нелинейных режимах - или для стабилизации неустойчивых "в большом" объектов, типа систем устойчивых по Найквисту, например, дельта-сигма модуляторов с порядком выше второго. В ОУ нелинейная коррекция в качестве основной IMHO не очень желательна, т.к. становится дополнительным источником динамической нелинейности, разве что для предотвращения внутренних перегрузок и ускорения выхода из ограничений.


Идея эта - классика жанра, см. например, попытку ответа Yamatake&Widlar-a Dobkin-у - LM6118 vs LM318. Видлар с Яматаке написали статью об этом, но наглядно показали заметную динамическую нелинейность своего детища, чего не было у того, с чем они сравнивали. Результат - 6118 сошел со сцены, а шедевр схемотехники - 318 - востребован до сих пор и выпускается многими фирмами. Работает от +/-5 до +/-18...20, имеет очень малые входные емкости, хорошие статические параметры, отличную динамическую линейность и гибкую дублетную коррекцию с GB 40 МГц при зоне линейности по входу +/- 0,7В. Совершенно не "капризен". Для ОУ 36-летней давности - очень даже недурно.

Сообщение отредактировал SIA - Oct 14 2007, 16:10

Извините за долгое отсутствие ответов (к интернету нет постоянного доступа). Приятно видеть такой интерес к данной теме. Да, я являюсь одним из специалистов этого центра.

Да, по большей части у нас результаты pspice-моделирования. Хотя был сделан один ОУ на основе quad-core с нелинейнй коррекцией (НКЦ), удалось поднять скорость нарастания с 600 В/мкс до 1000 В/мкс. Но более углубленно этот ОУ к сожалению не измерялся. Также о практических разработках ОУ с НКЦ можно прочесть в монографии за 1979 год, ссылка www.sssu.ru/load/science/opu.zip

Вот ссылки на скачивание последних (2007 год) материалов семинара посвященного проблемам современной аналоговой микросхемотехники, который проводится в нашем университете (2 части сборника)
h**p://meg.ifolder.ru/3738236
h**p://meg.ifolder.ru/3738259
За 2003 год
www.sssu.ru/load/science/prokopenko/st50.zip
2002 год
www.sssu.ru/load/science/prokopenko/st21.zip
2001 год
www.sssu.ru/load/science/prokopenko/st03.zip

Постараюсь выложить остальные сборники со временем или выставим их в ближайшее время на сайте МикАн.
Тема исследований нашей группы не только НКЦ, но и повышение коэффициента ослабления синфазных
сигналов в дифференциальных усилителях, расширение полосы пропускания схемотехническим путем и т.д. Просто моя основная тема - это НКЦ, хотя я конечно могу обсудить и остальные направления.

To Losik
Я тоже молодой специалист Можно поговорить через маилагент или еще какой нибудь инет пейджер.
Моя аська 333686447 (все желающие конечно могут внести меня в свой список контактов)

To zzzzzzzz
КМОП пока что мало совсем занимаемся, но идем сейчас к этому. Так что думаю скоро появятся у нас наработки и на этой технологии.

To SIA
"Гибридный малопотребляющий (6...7 мА) ОУ со скоростью более 8000 в/мкс был сделан еще в 1989 году. Использовалась трансформация конфигурации входных цепей на ВЧ из ОК-ОЭ в каскод ОЭ-ОБ. Естественно, оформлено было а/с."
А можно узнать номер а/с? Хотелось бы посмотреть более подробно.

"Теперь о нелинейной коррекции. Вообще-то говоря, цепи нелинейной коррекции (насколько я помню) используются в основном для обеспечения устойчивости "в большом" объектов управления в нелинейных режимах - или для стабилизации неустойчивых "в большом" объектов, типа систем устойчивых по Найквисту, например, дельта-сигма модуляторов с порядком выше второго."
К своему стыду не совсем понял, но думаю после чтения определенных глав из учебника по радиоавтомаике все прояснится

"В ОУ нелинейная коррекция в качестве основной IMHO не очень желательна, т.к. становится дополнительным источником динамической нелинейности, разве что для предотвращения внутренних перегрузок и ускорения выхода из ограничений."
Ну мы для устранения перегрузок ее и вводим. Идея заключается в линеаризации всех каскадов ОУ (сделать их квазилинейными), таким образом приблизить быстродействие ОУ к максимальному, характерному для линейных режимов работы. При этом, чтобы ОУ оставался устойчивым на большом сигнале, крутизна цепей НКЦ не должна превышать малосигнальную крутизну входного каскада, тогда Ку на малом сигнале и на большом практически равны и не проиходит снижение частоты паразитных полюсов.
Конечно каскады получаются только квазилинейными, а не линейными. Появляются характерные зоны нечувствительности на проходной характеристике. Однако эти же зоны нечувствительности положительно сказываются на статической точности ОУ - так как благодаря их наличию цепи НКЦ остаются выключенными на малом сигнале и практически не влияют на параметры ОУ в режиме малого сигнала. А при наличии большого сигнала на входе ОУ, они помогают быстрее выйти из режима ограничения или же устраняют этот режим вообще.