реклама на сайте
подробности

 
 
5 страниц V   1 2 3 > »   
Reply to this topicStart new topic
> Фазовращатель на ОУ
Konrad
сообщение Jun 11 2008, 15:47
Сообщение #1


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 202
Регистрация: 7-04-08
Пользователь №: 36 555



Схема фазовращателя на 24 кГц... Сдвиг фазы +/- 90 град. P1, P2 - цифровые потенциометры, С3 и С4 - их паразитные емкости. Опера LM224.

Схема состоит из фазового звена на OP1 и гиратора (OP2 и OP3). Схема не очень удачная, т.к. требовательна к выбору опера, иначе может возбуждаться. С LM224 вроде все нормально работает, до тех пор пока сигнал не привышает по амп. 0,5 В. При превышении этого порога, на выходе начинаются причудливые искажения синуса, сначала в нижней его части, а по мере нарастания амп. , синус искажается полностью. Причем форма с трудом поддается описанию...

Может кто знает с чем это может быть связанно?


Схема
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexkok
сообщение Jun 11 2008, 20:09
Сообщение #2


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837



Цитата(Konrad @ Jun 11 2008, 18:47) *
Схема фазовращателя на 24 кГц... Сдвиг фазы +/- 90 град. P1, P2 - цифровые потенциометры, С3 и С4 - их паразитные емкости. Опера LM224.

Схема состоит из фазового звена на OP1 и гиратора (OP2 и OP3). Схема не очень удачная, т.к. требовательна к выбору опера, иначе может возбуждаться. С LM224 вроде все нормально работает, до тех пор пока сигнал не привышает по амп. 0,5 В. При превышении этого порога, на выходе начинаются причудливые искажения синуса, сначала в нижней его части, а по мере нарастания амп. , синус искажается полностью. Причем форма с трудом поддается описанию...

Может кто знает с чем это может быть связанно?
Схема

Этот ОУ согласно схеме из даташита работает в режиме В, с большими искажениями типа "ступеньки".
С учетом что полоса всего 1МГц, просто не хватает скорости нарастания и глубины обратной связи.

Сообщение отредактировал alexkok - Jun 11 2008, 20:59


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Herz
сообщение Jun 12 2008, 07:22
Сообщение #3


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287



Хорошо бы её промоделировать, например, в Мультисиме. А почему паразитная ёмкость одного из цифровых потенциометров показана у Вас, как и положено, параллельной, а вторая - почему-то "на землю"?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stanislav
сообщение Jun 12 2008, 07:51
Сообщение #4


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987



Цитата(Konrad @ Jun 11 2008, 19:47) *
Схема фазовращателя на 24 кГц... Сдвиг фазы +/- 90 град. P1, P2 - цифровые потенциометры, С3 и С4 - их паразитные емкости. Опера LM224.

Схема состоит из фазового звена на OP1 и гиратора (OP2 и OP3). Схема не очень удачная, т.к. требовательна к выбору опера, иначе может возбуждаться. С LM224 вроде все нормально работает, до тех пор пока сигнал не привышает по амп. 0,5 В. При превышении этого порога, на выходе начинаются причудливые искажения синуса, сначала в нижней его части, а по мере нарастания амп. , синус искажается полностью. Причем форма с трудом поддается описанию...

Может кто знает с чем это может быть связанно?
Скажите, а какое у Вас напряжение питания?
И зачем нужен гиратор? Схема на ОУ, трёх резисторах и кондёре почему не устраивает?


--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Konrad
сообщение Jun 15 2008, 17:01
Сообщение #5


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 202
Регистрация: 7-04-08
Пользователь №: 36 555



Обо всем по порядку...

Скорость нарастания у LM224 - 0,4 В/мкс, полагаю этого должно быть достаточно, для того чтобы получить на выходе синус периодом 42 мкс (24кГц) и амплитудой хотя бы 5В.

Моделировал мультисимом, ставил 741'ые и LM224'ые опера - программа кажет, что все чудесно работает...
Почему паразитная емкость на землю? У ЦП (AD5262) как и обычного потенциометра три вывода, согласно даташиту между каждым из выводов и землей весят паразитные емкости, на ползунке 55пФ, а на двух оставшихся по 25пФ...

Напряжение питания +- 15В. Схема на ОУ, кондере и трех резисторах не устраивает тем, что возможный сдвиг фазы 0-180 град, а мне нужно +-90, с достаточно высокой точностью подстройки, а схема на одном ОУ в диапазоне 0-180 имеет сильную нелинейность зависимости фазы от R, в диапазоне 0-90 нелинейность заметно меньше, поэтому фазовое звено я использую в диапазоне сдвига фазы (0 - (+/-)90), а гиратор нужен для того чтобы менять характер реактивности на неинвертирующем входе OP1 с емкостного на индуктивный тем самым меняя направление сдвига фазы (+/-).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexkok
сообщение Jun 15 2008, 20:46
Сообщение #6


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837



Цитата(Konrad @ Jun 15 2008, 20:01) *
Скорость нарастания у LM224 - 0,4 В/мкс, полагаю этого должно быть достаточно, для того чтобы получить на выходе синус периодом 42 мкс (24кГц) и амплитудой хотя бы 5В.

Надо не полагать, а считать.
Для 5В скорость нарастания 0,75В/мкс.
Рабочая точка выходного каскада сдвинута в режим А генератором тока 50мка.
Этого достаточно до примерно 0.3В, затем начинается режим Б и искажения, т.е. гармоники, на которых обратная связь стремится к нулю.
Если есть проблема с доставанием правильных ОУ, можно применить радиолюбительское извращение - поставить резисторы порядка 5к с выхода на минус питания. Этим вы сместите рабочую точку в режим А, но ограничение по скорости нарастания останется.
Не понятно зачем применять устаревший и не дешевый ОУ.
Цитата
Моделировал мультисимом, ставил 741'ые и LM224'ые опера - программа кажет, что все чудесно работает...

Если набить схему из дэйташита, получите реальную картину.
А так, я подозреваю, мультисим использует идеальный ОУ с ограничениями на полосу.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Konrad
сообщение Jun 15 2008, 22:07
Сообщение #7


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 202
Регистрация: 7-04-08
Пользователь №: 36 555



Цитата(alexkok @ Jun 16 2008, 00:46) *
Надо не полагать, а считать.
Для 5В скорость нарастания 0,75В/мкс.
Рабочая точка выходного каскада сдвинута в режим А генератором тока 50мка.
Этого достаточно до примерно 0.3В, затем начинается режим Б и искажения, т.е. гармоники, на которых обратная связь стремится к нулю.
Если есть проблема с доставанием правильных ОУ, можно применить радиолюбительское извращение - поставить резисторы порядка 5к с выхода на минус питания. Этим вы сместите рабочую точку в режим А, но ограничение по скорости нарастания останется.
Не понятно зачем применять устаревший и не дешевый ОУ.

Если набить схему из дэйташита, получите реальную картину.
А так, я подозреваю, мультисим использует идеальный ОУ с ограничениями на полосу.


Для своих подсчетов я руководствуюсь простенькой формулой из Хоровица и Хилла:
мин. ск. нарастания должна составлять 2pi*A*f ,В/с
где A- амплитуда, f- частота;
Виноват, в даннон примере, цифру 5В я взял навскидку - действительно, по этой ф-ле для 5В 24кГц минимальная скорость нарастания получается равной 0,75В/мкс (а не 0,4)... Но по той же формуле, скорсти нарастания 0,4В/мкс достаточно для сигнала амп. 2,65В... Как результаты этого рассчета соотнести с тем о чем Вы пишите?
Скорее всего я недостаточно владею вопросом, т.к. раньше не встречал в литературе подобного обоснования (переход из режима A в режим B итд), посоветуйте пожалуйста книгу, где этот вопрос рассматривается должным образом.

Зачем применять этот ОУ? Изначально был применен другой, не устаревший ОУ OP484, но с ним гиратор возбуждался (был недостаточный запас по фазе)... Соответственно возникла необходимость приобрести что-нибудь для экспериментов, LM224 стоит 5р. и достать его тоже очень просто, так что для экспириментов я выбрал именно его...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexkok
сообщение Jun 16 2008, 01:40
Сообщение #8


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837



Цитата(Konrad @ Jun 16 2008, 01:07) *
Но по той же формуле, скорсти нарастания 0,4В/мкс достаточно для сигнала амп. 2,65В... Как результаты этого рассчета соотнести с тем о чем Вы пишите?

Это параметры "большого" сигнала. С искажениями они никак не связаны (напрямую).
Я уже писал, если вы хотите увидеть реальную и детальную картину что происходит внутри, надо ввести схему из даташита. У National, пожалуй, самая простая:
Прикрепленное изображение

Проблема только с параметрами транзисторов, я когда-то для этой цели использовал бескорпусные, результаты были очень хорошие.
Цитата
Скорее всего я недостаточно владею вопросом, т.к. раньше не встречал в литературе подобного обоснования (переход из режима A в режим B итд), посоветуйте пожалуйста книгу, где этот вопрос рассматривается должным образом.

А для этого мультисим в первую очередь и предназначен, это "обучалка".
Такую книгу даже и не припомню, о самых азах.
Лучшая книга об ОУ, из тех что я читал, это И. Достал "Операционные усилители".
Там кстати есть как включать ОУ на емкостную нагрузку, возможно у Вас из-за этого проблема с OP484.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Konrad
сообщение Jun 16 2008, 04:03
Сообщение #9


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 202
Регистрация: 7-04-08
Пользователь №: 36 555



Цитата(alexkok @ Jun 16 2008, 05:40) *
Там кстати есть как включать ОУ на емкостную нагрузку, возможно у Вас из-за этого проблема с OP484.


Нет, в гираторе два ОУ охвачены общей петлей обратной связи - с OP484 гиратор возбуждается даже без емкостей...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Konrad
сообщение Jun 17 2008, 18:57
Сообщение #10


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 202
Регистрация: 7-04-08
Пользователь №: 36 555



alexkok

Спасибо за ценный совет. Вы оказались полностью правы. Резистор на минус питания устраняет искажения...
Я заменил ОУ на TL064, теперь все пришло в порядок, схема нормально работает вообще без доработок (отпала необходимость вешать резисторы).

Раньше мне не приходилось сталкиваться с таким поведением ОУ (как в случае с LM224)... я так понимаю, что у большинства ОУ (в отличии от LM224) выходной каскад работает в режиме AB, правильно ?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexkok
сообщение Jun 17 2008, 19:19
Сообщение #11


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837



Цитата(Konrad @ Jun 17 2008, 21:57) *
Раньше мне не приходилось сталкиваться с таким поведением ОУ (как в случае с LM224)... я так понимаю, что у большинства ОУ (в отличии от LM224) выходной каскад работает в режиме AB, правильно ?

Что есть правильно зависит от назначения, для работы с постоянным напряжением режим B обеспечивает меньшее потребление.
Статистику не знаю, возможно.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
BoX
сообщение May 18 2011, 12:35
Сообщение #12


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 27-05-10
Из: Киев
Пользователь №: 57 578



Здравствуйте! Задача следующая: Необходимо спроектировать фильтр 2-го порядка дающий на 5 КГц -60 дБ спада АЧХ и сдвиг фазы меньше 120 градусов. Говорят,запаздывание по фазе, которое вносят в сигнал Фильтры НЧ можно в определенной мере скорректировать фазовращателем. Попробовал ускоряющее звено 1-го порядка и не вышло. Помогите, пожалуйста!

Сообщение отредактировал BoX - May 18 2011, 12:36
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tano
сообщение May 18 2011, 16:42
Сообщение #13


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 286
Регистрация: 19-05-06
Пользователь №: 17 257



Частота среза то какая?


--------------------
С уважением Tano
Go to the top of the page
 
+Quote Post
BoX
сообщение May 19 2011, 12:14
Сообщение #14


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 27-05-10
Из: Киев
Пользователь №: 57 578



Требуемая полоса пропускания 100Гц(хуже 50Гц)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
ledum
сообщение May 19 2011, 12:30
Сообщение #15



******

Группа: Участник
Сообщений: 3 650
Регистрация: 1-02-09
Из: Киев
Пользователь №: 44 237



Ну а сдвиг фазы на какой частоте? Если на 100Гц, то там вроде ничего не надо корректировать. Если на 5000, то .... тогда зачем? Странная задача. Это надо делать или это задачка просто такая?

Сообщение отредактировал ledum - May 19 2011, 12:41
Go to the top of the page
 
+Quote Post

5 страниц V   1 2 3 > » 
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 18th July 2025 - 12:51
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01498 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016