Отчего генерирует входной каскад? Опции

[kt368]

Здравствуйте! Довожу до ума разработанный мною входной буферный каскад измерительной системы:

Он будет использоваться для измерения напряжения на выходе источника тока (нагруженного какой-либо нагрузкой) в диапазоне частот до единиц МГц. Собрал тестовую схему:

Если в качестве нагрузки использовать только резистор (пробовал 110 Ом...2кОм) - схема ведёт себя хорошо. При подключении в параллель ещё конденсатора (Cн) на 10 пФ на выходе буферного каскада - колебания амплитудой 3..5 В с частотой единицы...десятки МГц. Из-за чего данная схема может генерировать? Из-за следящей обратной связи? Пробовал убирать конденсаторы C2 и C5 - не помогает, просто меняется частота генерации...Куда двигаться? При подключении между базой транзистора и землёй конденсатора на 10 пФ колебания сильно уменьшаются, но всё-же их амплитуда (порядка 20 мВ) достаточно большая, мешает... Что можете посоветовать?

[DS]

Генерит от "подвешенной" по ВЧ базе и положительной ос по емкости база-эмиттер. Как только доворачиваете фазу емкостью нагрузки в эмиттере, начинается генерация.

А что Вам мешает ОУ c jfetами на входе вместо всего этого поставить ?

[kt368]

И что ж, блин, можно с этой схемой сделать, дабы убрать самовозбуждение? Мне важно - малая входная ёмкость и частоты - до нескольких (в идеале - до 10-и) МГц.
Изначально схема проектировалась как узел, которых потребуется 16 штук в приборе, т.е. важна цена. А ОУ с j-fet'ами с полосой по уровню 3дБ мегагерц 10 и выше стоят от 3 долларов за штуку на диджи...а тут в 5 грн вкладываюсь. Есть ли варианты довести эту схемку до нормальной работы?

З.Ы. заранее большое спасибо

[Пушкарев Михаил]

А не в возбуждении источника тока проблема?

[ViKo]

Я думал, Пушкарев Михаил сделает предложение промоделировать все в LTspice. Не пробовали? Добавьте паразитных элементов, куда посчитаете нужным.
А возбуждаться может из-за плохого монтажа. Питание плохо разведено, земля...
Оторвите R1 от R4, посадите R1 на -12V.
Экраном закройте.

[DS]

В коллектор резистор попробуйте. Он создаст отр. обратную связь через коллектор-база. Может быть каскад станет стабильным.

[kt368]

А не в возбуждении источника тока проблема?

Нет, т.к. один щуп осциллографа ставил на выход источника тока, а второй - на выход буферного каскада

... промоделировать все в LTspice. Не пробовали? Добавьте паразитных элементов, куда посчитаете нужным.
А возбуждаться может из-за плохого монтажа. Питание плохо разведено, земля...
Оторвите R1 от R4, посадите R1 на -12V.
Экраном закройте.

Моделировал в micro-cap, но вот ту голую схему, что в первом сообщении (без паразитных элементов). Нужно учесть паразитные емкости резисторов и индуктивности выводов? А какие номиналы, хоть примерно, можно поставить? Привожу скрин платы, старался минимизировать длину проводников, блокировочные конденсаторы по правилам - меньшую ёмкость ближе к выводу активного элемента, большую - дальше.

В коллектор резистор попробуйте. Он создаст отр. обратную связь через коллектор-база. Может быть каскад станет стабильным.

Сегодня попробую, сообщу о результатах.

[тау]

Моделировал в micro-cap, но вот ту голую схему, что в первом сообщении (без паразитных элементов). Нужно учесть паразитные емкости резисторов и индуктивности выводов? А какие номиналы, хоть примерно, можно поставить?

вход оборван и висит в воздухе ? или генерация наблюдается когда на входе кабель/витая пара, куда нибудь подключенная ?

[kt368]

Генерация есть в случае:
1. Буфер подключен к источнику тока, как нарисовано в первом сообщении.
2. Вход буфера соединен через конденсатор 10 пФ с землёй. При 50 пФ амплитуда генерации уменьшается, но она все равно есть и не хилая. Если вход буфера висит в воздухе, то на выходе видны наводки 50 Гц амплитудой несколько вольт.
Могу ещё какие-то случаи рассмотреть, если это поможет делу.

Сообщение отредактировал kt368 - Aug 22 2012, 07:49

[Proffessor]

Можно было бы поставить последовательно с коллектором биполяра резистор или ферритовую бусину, но поскольку плата уже изготовлена, особо не разгонишся. Можно только пробовать ставить параллельно резисторам кондючки небольшой емкости (порядка 10pF, напаивать сверху). Можно еще попробовать уменьшить сопротивление в стоке полевика (R3) с 10 до 1ком.

Сообщение отредактировал Proffessor - Aug 22 2012, 08:03

[тау]

Генерация есть в случае:

2. Вход буфера соединен через конденсатор 10 пФ с землёй. При 50 пФ амплитуда генерации уменьшается,

вставьте резистор 330 Ом на входе, в разрыв от С1, посмотрите что получится

[muravei]

Генерация есть в случае:
1. Буфер подключен к источнику тока, как нарисовано в первом сообщении.
2. Вход буфера соединен через конденсатор 10 пФ с землёй. При 50 пФ амплитуда генерации уменьшается, но она все равно есть и не хилая.

Тоже думаю, что генерит иточник тока , а буфер усиливает это.

вставьте резистор 330 Ом на входе,

И на выходе.

Если вход буфера висит в воздухе, то на выходе видны наводки 50 Гц амплитудой несколько вольт.

Так вы включите нагрузочный резистор и тот же конденсатор.

[ViKo]

Дорожки питаний худые. Проводами усильте.

[НЕХ]

в разрыв С3 добавить резистор 50-100 Ом, на выход тоже резистор последовательный - 10-50 Ом

[shkal]

Посмотрите полевики 2SK212, 2SK241 - R3 C3 не нужны будут.

[Пушкарев Михаил]

Я думал, Пушкарев Михаил сделает предложение промоделировать все в LTspice.

Юмор оценил.
А не пробовали испытать без источника тока, но с его нагрузочным резистором и емкостью. По-моему, так эти 10 пФ на фоне входной емкости 1 ткФ не могут испортить картину.

[ViKo]

Моделировал в micro-cap, но вот ту голую схему, что в первом сообщении (без паразитных элементов)

Забыл сразу написать. Моделировали - покажите картинку АЧХ.

[muravei]

Довожу до ума разработанный мною входной буферный каскад измерительной системы:

Хорвиц и Хилл т.1 стр 402
Никак не мог избавится от чувства, что где-то я уже это видел.

[kt368]

Снова здравствуйте. Отправили в отпуск, не мог продолжить разбираться с исследованиями схемы.
Сегодня вечером будет время - продолжу обсуждение, приведу графики АЧХ и т.д.

[skyv]

Если в качестве нагрузки использовать только резистор (пробовал 110 Ом...2кОм) - ..

Входное сопротивление буфера около 10 МГОм и подключаем мы его к нагрузке
источника тока, которая не более 2кОм.
В Вашей задаче есть требования к минммальному значению входного сопротивления буфера?

[kt368]

Активная часть входного сопротивления - желательно не менее 200 кОм, а входная ёмкость - не более 3 пФ. При предварительным оценкам входной ёмкости она составляет 1,5...2 пФ. Но это было с чисто активным сопротивлением на выходе источника тока (т.е. на входе буфера), при этом генерации не было. Для оценки ёмкости пробовал включать последовательно со входом буфера (последовательно конденсатору C3 по схеме из первого поста) конденсатор в 2 пФ - при этом выходное напряжение на выходе буфера уменьшилось чуть меньше, чем в два раза (это всё проделывал на частотах от 1МГц до 10 МГц).

Up!
Привожу АЧХ и ФЧХ каскада:

Моделировалась схема, которая в моём первом сообщении. Уж больно красивая АЧХ - до сотни МГц все вроде бы как почти идеально. Нужно что-то испортить (добавить паразитные параметры)...вот только что и на сколько?
P.S. Снова не получается поработать с железом, завтра уж точно до него доберусь

P.P.S. Так как в универе куда-то "уплыл" мой источник тока с буферным каскадом, то обсуждение смогу продолжить после сборки новоых, не раньше 10 сентября. Но продолжу исследования однозначно!

Сообщение отредактировал kt368 - Aug 29 2012, 09:15

[Tano]

У Вас величина R3 = 10 k очень велика. Надо раз в 10...30 меньше.

[ViKo]

Я проверил в LTspice схему из первого сообщения. Тоже, все ровненько, красиво. Показать не могу, нет при себе.
В-общем, дело не в схеме. В разводке, в монтаже...

[Пушкарев Михаил]

В-общем, дело не в схеме. В разводке, в монтаже...

Полагаю, что дело в обратной связи через два щупа осциллографа.

[manowar]

полагаю что повторитель на емкостную нагрузку неприемлим.
минимум-добавить по выходу резистор.
максимум-выяснить действительно ли гигаомы по входу нужны и емкостная нагрузка по выходу, пересчитать каскад.