колебания на выходе ОУ, от коротких импульсов Опции

[shf_05]

имеется обыкновенный повторитель на AD8052 / 42, не важно.
в цепи ОС 1 кОм.
вход ОУ коммутируется аналоговым ключом TS5A3160 на разные источники, точнее источник один, но подключен через разные делители.
коммутация ключа происходит максимум 30нс, при этом на его выходе наблюдается exp выброс примерно 50нс 0,2В.
Оу начинает колебаться от 0 до 5В (питание) около 1мс с периодом 250нс.

Все бы вроде ничего, да только дальше идет АЦП, который насыщается на 0,5мс.

да и вообще хотчется как-то бы побороть это колебание.

посоветуйте, пожалуйста.

пс- что еще странно- сейчас входы ключа соединены вместе, т,е, коммутируется одно и того же уровня напряжения на выход ключа.
вроде выброса на выходе ключа вообще быть не должно.??
фронт переключающего ключ импульса около 2нс, может наводка?

исправился АЦП конечно

[Tanya]

фронт переключающего ключ импульса около 2нс, может наводка?

Поищите ключ с меньшей инжекцией заряда. Уменьшите резистор в обратной связи. А как ЦАП может насытится, не знаю.

[sera_os]

Какой ЦАП у Вас? Может у него емкость входная большая, или фильтр с емкостью на выходе ОУ стоит?
Не мешало бы взглянуть на схему вокруг ОУ.

[shf_05]

Какой ЦАП у Вас? Может у него емкость входная большая, или фильтр с емкостью на выходе ОУ стоит?
Не мешало бы взглянуть на схему вокруг ОУ.

простите, что в таком виде, дабы всем было можно открыть.

Поищите ключ с меньшей инжекцией заряда. Уменьшите резистор в обратной связи. А как ЦАП может насытится, не знаю.

ключ искать поздно- плата запаяна, надо выдавать результат.
уменьшил резистор до 0 и получил генератор на 80МГц.
попробую впараллель резистору в Ос поставить емкость.

100pF в сочетании с 1к дают 1,6МГц, чего мне хватает, при этом на выходе ОУ 150нс exp 200мВ, на ключе колебания 200мВ с периодом 7нс, затухают за 3периода.
знатоки, так и должно быть?
давно не брался за паяльник и не встречался ранее с ключиками.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Herz]

ключ искать поздно- плата запаяна, надо выдавать результат.

Ну вот Вам и результат. Обязательно нужен был 1-омный ключ?
Можно попробовать затянуть немного фронт коммутирующего сигнала, но вряд ли поможет.

[domowoj]

имеется обыкновенный повторитель на AD8052 / 42, не важно.
в цепи ОС 1 кОм.

Какой же это повторитель, и не понятно , что вы коммутируете,
по схеме - один и тот же сигнал.

Попробуйте на вых. коммутатора резистор мегомный на землю.

[sergk]

схема ошибочная.Получился инвертируюший усилитель с х.з. коэффициентом усиления и смешением 2.5в. Чтобы был повторитель ключ на + ОУ . Смещение туда-же через резистор .

[shf_05]

Какой же это повторитель, и не понятно , что вы коммутируете,
по схеме - один и тот же сигнал.
Попробуйте на вых. коммутатора резистор мегомный на землю.

сигнал конечно будет разный, это так для исключения скачка со стороны сигнала сделал для теста.
на выходе коммутатора резисторы не помогают.

Ну вот Вам и результат. Обязательно нужен был 1-омный ключ?
Можно попробовать затянуть немного фронт коммутирующего сигнала, но вряд ли поможет.

1омный ключ был не особо нужен, обошлись бы 10-20 Омами, но вот какие были, те и поставили (-1).
признаться, не думал, что проблема инжекции так критична (-1), да и в даташите как то не акцентировано внимание на этом.
на много ли снизится выброс при 10/100/1000 ключе в 10/100/1000раз?
думал над затягиванием фронта, попробую.

схема ошибочная.Получился инвертируюший усилитель с х.з. коэффициентом усиления и смешением 2.5в. Чтобы был повторитель ключ на + ОУ . Смещение туда-же через резистор .

гмм... схема взята напрямую из книги АЦ преобразование Волт Кестер (Analog Devices). а коэф. усиления вполне определен = -1.

В идеале ключ бы на неинв вход поставить, но по ряду причин пришлось сделать инвертир. усилитель.
В принципе ключ ведет себя не так уж плохо, вот ОУ немного "подкачал" с устойчивостью, конденсатор в цепи ОС все изладил.

[domowoj]

Привел бы эл. схему.

[shf_05]

Привел бы эл. схему.

сигналы на вх.ключа замкнуты перемычкой, номиналы на схеме несколько другие- вместо 10кОм 1кОм и переменник на 1к и в цепи ОС 100pF еще.
2,5 В смещения идут с АЦП.

пс- в принципе сейчас имеющийся результат меня устроил.
хотелось бы впредь избежать такого корявого дизайна, так что советуйте, пожалуйста.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[domowoj]

DA3.2, как я понял, свободный. Делаешь из него такой же усилитель, как DA3.1.
И коммутируешь своим ключом не входы, а выходы.

[shf_05]

DA3.2, как я понял, свободный. Делаешь из него такой же усилитель, как DA3.1.
И коммутируешь своим ключом не входы, а выходы.

есть опасения, что надо коммутировать именно вход- сигнал может прийти большой, что может быть неприятно для ОУ. для этого ключик и стоит- во время, когда ожидается большой сигнал, увеличивать ослабление.
был вариант вообще поставить цифровой аттенюатор, но после запроса цена, время поставки и т.п. вопрос как-то сошел на нет.

[domowoj]

Поставьте диодную защиту по входам ОУ, обратные диоды в землю питанию.

[shf_05]

Поставьте диодную защиту по входам ОУ, обратные диоды в землю питанию.

диоды и так есть, важно еще чтобы "большой" сигнал не "ограничивался", а приводился к приемлемому значению..

[alexkok]

пс- в принципе сейчас имеющийся результат меня устроил.
хотелось бы впредь избежать такого корявого дизайна, так что советуйте, пожалуйста.

Резисторы R18 и R19 уберите (закоротите), вместо них поставьте такой же после коммутатора.
Неинвертирующий вход DA3.1 зашунтируйте конденсатором на землю вблизи ОУ.

[xemul]

важно еще чтобы "большой" сигнал не "ограничивался", а приводился к приемлемому значению..

"большой" сигнал всегда найдёт способ стать ещё больше и ограничиться. Может логарифмический усилитель попробовать? Тогда и ключи станут лишними.
Полоса снизу Вам от 1 кГц нужна? (это я про RC на входе и, соответственно, про длительность переходного процесса при переключении; сомнение в необходимости вызвано лёгкостью замены 10 к на 1 к)

[shf_05]

"большой" сигнал всегда найдёт способ стать ещё больше и ограничиться. Может логарифмический усилитель попробовать? Тогда и ключи станут лишними.
Полоса снизу Вам от 1 кГц нужна? (это я про RC на входе и, соответственно, про длительность переходного процесса при переключении; сомнение в необходимости вызвано лёгкостью замены 10 к на 1 к)

сигнал не найдет способ стать больше, скажем так- он ожидается в некотором диапазоне, больше которого уже не будет, только в нерабочем режиме. Нужна линейная обработка- лог. усил. не поставить.
полоса нужна от 10кГц, перех. процесс при вкл. не критичен.

Резисторы R18 и R19 уберите (закоротите), вместо них поставьте такой же после коммутатора.
Неинвертирующий вход DA3.1 зашунтируйте конденсатором на землю вблизи ОУ.

можно резисторы ставить после коммутатора- недостаток- увеличение влияния нелинейности ключей, хотя при моих номиналах (ключ 1Ом, неравномерность 0,1Ом), вход 1кОм, скорее всего это не критично.
конденсатор конечно имеется.

[Tanya]

полоса нужна от 10кГц,

А до?

[shf_05]

А до?

1,2МГц

[Tanya]

1,2МГц

А зачем тогда ставить такой ОУ?
Мне вот стало совсем непонятно, почему Ваши колебания так долго не умирают... Вот если ступеньку маленькую подать, что будет?
А поставить вместо ключа умножающий ЦАП (можно в обратную связь) или программируемый потенциометр нельзя?

[shf_05]

А зачем тогда ставить такой ОУ?
Мне вот стало совсем непонятно, почему Ваши колебания так долго не умирают... Вот если ступеньку маленькую подать, что будет?
А поставить вместо ключа умножающий ЦАП (можно в обратную связь) или программируемый потенциометр нельзя?

разве плохой ОУ? вроде специально полоса побольше, чтоб колебался меньше, ставил на 5МГц- результат не впечатляет. эти же ОУ служат драйвером для АЦП (3MSPS).
вот колебания я так понимаю из-за наличия емкости м-у инв. входом и землей (ключ).
ступенька итак вроде небольшая- с выхода собственно ключа это около 200мВ при 50нс.
ставить ЦАП, чтобы ослабить сигнал на фиксир. величину- имхо неоправданно, то же и с потенциометром. и еще см. выше чем плохо изменять усиление а не уровень входа. если только в таком варианте- сильно ослабить, далее сильно или не сильно усилить.
пс- плата 4-х слойная, сигнальные, gnd, +5V, конденсаторы по питанию все как положено.

[Tanya]

вот колебания я так понимаю из-за наличия емкости м-у инв. входом и землей (ключ).

Тогда... если попробовать перенести R19 (18) после ключа? Или разбить на два... Я всегда предпочитаю из гигиенических соображений резисторы сразу у входа.

[stoker]

Ставьте резистор после ключа, это будет более правильнее, еще нужно уменьшить сопротивление R23, ну и R18,R19 у вас большой ток смещения, ошибка большая, хотя это может быть не критично.
Диоды что стоят в защите могут иметь большой разброс обратных токов, вследствие при выключенном ключе могут быть неизвестные уровни напряжений что также может приводить к выбросам. я бы поставил последовательно каждому диоду по резистору.
А вообще схему лучше изменить, если будет такая возможность, ее можно сильно упростить. И еще на таких полосах лучше работать с дифференциальными сигналами, конечно все зависит от задачи.

[shf_05]

Тогда... если попробовать перенести R19 (18) после ключа? Или разбить на два... Я всегда предпочитаю из гигиенических соображений резисторы сразу у входа.

2 резистора- это возможно хорошая идея, я тоже предпочитаю резисторы у входа, да вот рекомендация по уменьшению влияния сопр. ключа от Волта Кестера натолкнула меня на такую схему.

резисторы все вместо 10к на 1к стоят.
сигнал идет дифференциальный до трансформатора, далее он стает недифференциальным.

имхо- самое лучшее- более не ставить ключей в инвертирующий усилитель, сделать неинвертирующ., а потом проинвертировать если надо.

Ставьте резистор после ключа, это будет более правильнее, еще нужно уменьшить сопротивление R23, ну и R18,R19 у вас большой ток смещения, ошибка большая, хотя это может быть не критично.

вроде конденсаторы С12 С13 должны устранить этот эффект?

Диоды что стоят в защите могут иметь большой разброс обратных токов, вследствие при выключенном ключе могут быть неизвестные уровни напряжений что также может приводить к выбросам. я бы поставил последовательно каждому диоду по резистору.

резисторы впослед с диодами как-то настораживают (какой номинал Вы предполагаете использовать), может лучше на 2,5В подтянуть высокоомным резистором?

А вообще схему лучше изменить, если будет такая возможность, ее можно сильно упростить. И еще на таких полосах лучше работать с дифференциальными сигналами, конечно все зависит от задачи.

Вы предлагаете применить полностью дифф. ОУ (вх-вых) и далее подать на АЦП?, сейчас после трансформатора недиф. предусилитель, выход которого преобраз. в дифф. сигнал и идет на АЦП.

[stoker]

вроде конденсаторы С12 С13 должны устранить этот эффект?

Кондеры эти насколько я понял стоят для развязки по DC. Ток смещения ОУ у вас порядка 4,5мка, которые на резисторе R23 дают доп. смещение, порядка 45мВ. Это повлияет на ошибку КУ. Возможно это не критично.

резисторы впослед с диодами как-то настораживают (какой номинал Вы предполагаете использовать), может лучше на 2,5В подтянуть высокоомным резистором?

Да, высокоомным, смысл тот же. Хотя я уже думаю это не сильно поможет. Перекос напряжения пусть даже десятки милливольт все равно будут.

Вы предлагаете применить полностью дифф. ОУ (вх-вых) и далее подать на АЦП?, сейчас после трансформатора недиф. предусилитель, выход которого преобраз. в дифф. сигнал и идет на АЦП.

Да именно так, я ранее делал нечто подобное, правда транса у меня не было. Использовал AD8138, на входе был ЦАП с ОУ - КУ регулировал.

Так как плата уже у вас разведена, придется доводить ее. Причина выброса и посл. колебаний - это ключ, подключенный напрямую к инверт. входу. Потенциал, накопленный перед коммутацией подается напрямую на вход, КУ получается огромным R23/ сопротивление дорожки, следствие - выброс. Простейшее что сейчас можно сделать - между ключом и входом поставить сопротивление = R23, а R18,R19 закоротить, добавить смещение на кондеры C12, C13.

имхо- самое лучшее- более не ставить ключей в инвертирующий усилитель, сделать неинвертирующ., а потом проинвертировать если надо.

Это тоже правильно, тока зачем вам инвертировать? Вы же DC не меряете, а фазу сигнала можно и в софте повернуть. Кстати какое АЦП у вас там стоит? А вообще в чем собственно смысл ключа, у вас все равно стоят механические S5, или это контакты реле?

Еще момент, насыщаться могут следующие каскады на AD8052 а не АЦП, поскольку диапазон входных -0,2 - +4В, а первый каскад, как вы говорили, дает выброс на 5В.

[shf_05]

спасибо за Ваши советы.

Кондеры эти насколько я понял стоят для развязки по DC. Ток смещения ОУ у вас порядка 4,5мка, которые на резисторе R23 дают доп. смещение, порядка 45мВ. Это повлияет на ошибку КУ. Возможно это не критично.

да да да.

Да, высокоомным, смысл тот же. Хотя я уже думаю это не сильно поможет. Перекос напряжения пусть даже десятки милливольт все равно будут.

перекос не сильно страшен- все равно ведь при переключении сигнала будут разрывы.

Да именно так, я ранее делал нечто подобное, правда транса у меня не было. Использовал AD8138, на входе был ЦАП с ОУ - КУ регулировал.

было примерно такое желание, в принципе во всем интересующем диапазоне уровней сигнала данная схема хорошо работает.

Так как плата уже у вас разведена, придется доводить ее.

однозначно- да, это так скажем пилотный вариант, хотя уже сейчас можно с ней работать.

Кстати какое АЦП у вас там стоит? А вообще в чем собственно смысл ключа, у вас все равно стоят механические S5, или это контакты реле?

AD9243, механические ключи включаются раз и навсегда в одно из положений, выбирая чувств. прибора, а вот ключ включает канал с постоянным ослаблением сигнала, когда это необходимо.

Еще момент, насыщаться могут следующие каскады на AD8052 а не АЦП, поскольку диапазон входных -0,2 - +4В, а первый каскад, как вы говорили, дает выброс на 5В.

выброс был на первом же ОУ ну и последующие каскады тоже соответственно работали с насыщением, выход насыщения АЦП (ADC Out of range) стабильно переключался на это время в 1.