|
|
  |
Фазовращатель на ОУ |
|
|
|
Jun 11 2008, 15:47
|
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
|
|
|
|
|
Jun 11 2008, 20:09
|
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
--------------------
|
|
|
|
|
Jun 12 2008, 07:51
|

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)
|
|
|
|
|
Jun 15 2008, 17:01
|
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 (+/-).
|
|
|
|
|
Jun 15 2008, 20:46
|
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.
--------------------
|
|
|
|
|
Jun 15 2008, 22:07
|
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...
|
|
|
|
|
Jun 16 2008, 01:40
|
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:
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.
--------------------
|
|
|
|
|
Jun 16 2008, 04:03
|
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...
|
|
|
|
|
Jun 17 2008, 19:19
|
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.
--------------------
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|