Инвертирование входного сигнала. Опции

[Iptash]

Здравствуйте все.
Для инвертирования входного сигнала собрал в Мультисиме такую вот схемку, которая не плохо работает, но в качестве ключа использовал биполяр (Q1). Обычно для таких целей
используют полевые транзисторы. Будет ли в железе такая схема работать?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[muravei]

Будет ли в железе такая схема работать?

Думаю, нет. Поменяйте местами эмитер и колектор.
А чем не угодил полевик? Через него упровляющий сигнал должен меньше пролазить на выход.
Еще, можно разделить резистор R1 пополам , и подключить колектор туда.

[Iptash]

Думаю, нет. Поменяйте местами эмитер и колектор.
А чем не угодил полевик? Через него упровляющий сигнал должен меньше пролазить на выход.
Еще, можно разделить резистор R1 пополам , и подключить колектор туда.

Спасибо. Пробовал менять местами, в симуляторе не работает. Полевик нужен в SMD корпусе, в наличие нет.
Я как то давно видел схему Японского магнитофона, там коммутация входов было сделано именно так, т.е. эмитер на сигнальную часть а коллектор на общий. Схему к сожалению не нашел.

[Bugor1]

Менять местами, не менять, разницы нет. Транзистор при замыкании ключа будет работать в области насыщения, соответственно неинвертирующий вход операционника по переменке будет сидеть на земле, т. е. схема будет инвертировать входной сигнал с ку близким к 1.

[Iptash]

... т. е. схема будет инвертировать входной сигнал с ку близким к 1.

Замечательно. Спасибо.

[Bugor1]

Замечательно. Спасибо.

Всегда пожалуйста.

[skyv]

Менять местами, не менять, разницы нет. Транзистор при замыкании ключа будет работать в области насыщения, соответственно неинвертирующий вход операционника по переменке будет сидеть на земле, т. е. схема будет инвертировать входной сигнал с ку близким к 1.

В исходном варианте схемы, при положительном входном сигнале
и замыкании ключа S1, транзистор работает в инверсном режиме.
Коэффициент передачи тока там другой.
Посмотрите на работу схемы при отрицательном входном напряжении
и разомкнутом S1.

[MaslovVG]

Думаю, нет. Поменяйте местами эмитер и колектор.
А чем не угодил полевик? Через него упровляющий сигнал должен меньше пролазить на выход.
Еще, можно разделить резистор R1 пополам , и подключить колектор туда.

Нет необходимо именно инверсное включение биполярного транзистора. Впервые встретил подобную схему в середине 70-х годов. Сам многократно применял в преобразователе напряжение - частота.
В инверсном включении биполярный транзистор имеет лучшие ключевые параметры, (сопротивление открытого ключа, остаточное напряжение на открытом ключе). Естественно плохие усилительные параметры.Коэффициент усиления может падать ниже единици. Только вопрос поддерживает ли модель транзистора в симуляторе эти возможности.

[Bugor1]

В исходном варианте схемы, при положительном входном сигнале
и замыкании ключа S1, транзистор работает в инверсном режиме.
Коэффициент передачи тока там другой.
Посмотрите на работу схемы при отрицательном входном напряжении
и разомкнутом S1.

При замыкании ключа на базе напряжение 2,2 В. Напряжение эмиттер коллектор близко к нулю (область насыщения), соответсвенно открыты оба p-n перехода. О каком активном режиме (в котором и наблюдается усиление) может быть речь?

[Iptash]

В исходном варианте схемы, при положительном входном сигнале
и замыкании ключа S1, транзистор работает в инверсном режиме.
Коэффициент передачи тока там другой.
Посмотрите на работу схемы при отрицательном входном напряжении
и разомкнутом S1.

У меня всегда положительное вх. напряжение, схема нужна для ЧИМ ЦАП.

... Только вопрос поддерживает ли модель транзистора в симуляторе эти возможности.

У меня создается такое впечатление, что поддерживает. Только не все модели которые мне встречались.

[Bugor1]

Собственно и при отрицательных входных напряжениях (в разумных пределах) схема сохранит свою работоспособность. Современные spice подобные пакеты моделирования используют модели биполярного транзистора HiCUM и Гуммеля-Пуна, которые наиболее точно описывают поведение биполярного транзистора во всех режимах работы.

[Myron]

Современные spice подобные пакеты моделирования используют модели биполярного транзистора HiCUM и Гуммеля-Пуна, которые наиболее точно описывают поведение биполярного транзистора во всех режимах работы.

За исключением режимов выходящих за рамки ДШ, например при превышении максимальных допустимых напряжений. Инагда, правда, это удобно, иногда нет.

[Bugor1]

За исключением режимов выходящих за рамки ДШ, например при превышении максимальных допустимых напряжений. Инагда, правда, это удобно, иногда нет.

Ну это само собой. В таких "нерегламентированных" ситуациях вполне возможно появление отрицательных напряжений, которых в схеме никогда не было.

[skyv]

Собственно и при отрицательных входных напряжениях (в разумных пределах) схема сохранит свою работоспособность. Современные spice подобные пакеты моделирования используют модели биполярного транзистора HiCUM и Гуммеля-Пуна, которые наиболее точно описывают поведение биполярного транзистора во всех режимах работы.

-1В на входе это разумный предел?
Что на выходе?

[Bugor1]

минус 1 В на входе уже многовато. Транзистор перейдет в нормально активный режим.

[Myron]

Ну это само собой. В таких "нерегламентированных" ситуациях вполне возможно появление отрицательных напряжений, которых в схеме никогда не было.

Хорошо, что понятно. Еще одно "плохое" поведение - это выход из критических (за рамками ДШ) ситуаций (время выхода из перегрузки, время выхода на нормальный режим при подаче питания и т.д.).

[Дмитрий_Б]

Странно, что на модели эта схема работает.
Транзистор Q1 должен служить источником постоянного напряжения 0В, подключённым к неинвертирующему входу ОУ при замкнутом ключе S1. Это режим инвертирования входного сигнала.
Однако при положительных значениях напряжения входного сигнала, для поддержания нулевого потенциала на неинвертирующем входе ОУ требуется, чтобы ток протекал из эмиттера в коллектор, чего, конечно, быть никак не может.
Для отрицательных значений напряжения входного сигнала Q1 со стабилизацией напряжения справится.
Конечно, полевой транзистор с изолированным затвором здесь как нельзя к стати, его можно рассматривать как идеальный ключ. Тогда при инвертировании ПТ открыт и вход "+" ОУ заземлён (к-т передачи -1), а при закрытом ПТ к-т передачи составит +1.

[Iptash]

Инверсное включение транзистора. Применяется очень редко, в коммутаторах.

[Iptash]

Вообщем, собрал практически эту схему и, как нарисовано работает не правильно т.е. положительного напряжение(т.е. ключ выключен) на вых. ОУ в два раза
меньше, поменял у ключа коллектор с эмитером, все стало нормально работать. Блин, не пойму, а ведь в симуляторе в точности, но наоборот.

[С_Ч]

Странно, что на модели эта схема работает.
Транзистор Q1 должен служить источником постоянного напряжения 0В, подключённым к неинвертирующему входу ОУ при замкнутом ключе S1. Это режим инвертирования входного сигнала.
Однако при положительных значениях напряжения входного сигнала, для поддержания нулевого потенциала на неинвертирующем входе ОУ требуется, чтобы ток протекал из эмиттера в коллектор, чего, конечно, быть никак не может.
Для отрицательных значений напряжения входного сигнала Q1 со стабилизацией напряжения справится.
Конечно, полевой транзистор с изолированным затвором здесь как нельзя к стати, его можно рассматривать как идеальный ключ. Тогда при инвертировании ПТ открыт и вход "+" ОУ заземлён (к-т передачи -1), а при закрытом ПТ к-т передачи составит +1.

Единственно разумный пост. Куда потечет эммитерный ток биполярного транзистора при его включении? В источник сигнала??? Читайте Хоровица и Хилла "Искусство схемотехники", а не ищите схемы в интернете.

[Белый дед]

Единственно разумный пост. Куда потечет эммитерный ток биполярного транзистора при его включении? В источник сигнала??? Читайте Хоровица и Хилла "Искусство схемотехники", а не ищите схемы в интернете.

Постыдились бы такое говорить в приличном обществе.
Посмотрите семейство выходных характеристик ОЭ в режиме насыщения.
Транзистор вполне умеет работать ключом в обоих направлениях.
А коллектор с эмиттером отличаются только площадью переходов, если не учитывать детали технологии.

Сообщение отредактировал Белый дед - Dec 2 2012, 14:13

[Iptash]

...
А коллектор с эмиттером отличаются только площадью переходов, если не учитывать детали технологии.

Вот именно.
Видимо не с Хоровица нужно начинать.

[С_Ч]

Постыдились бы такое говорить в приличном обществе.
Посмотрите семейство выходных характеристик ОЭ в режиме насыщения.
Транзистор вполне умеет работать ключом в обоих направлениях.
А коллектор с эмиттером отличаются только площадью переходов, если не учитывать детали технологии.

Ну да, теперь понятно почему у нас спутники падают. А Хоровица почитайте, не повредит. Там как раз похожая схемка есть. От себя лично добавлю, что не очень она работоспособна. При переключении сигнал инвертируется, но на одну полуволну добавляется постоянное смещение от транзистора. Т.о. получается, что сигнал промодулирован частотой переключения. Это из личного опыта и если схема на правильном транзисторе собрана. Учиться, учиться и учиться, как говорил дедушка Ленин.
Удачи, "приличное общество" теоретиков. Больше выступать не буду, дабы не раздражать.

[Белый дед]

А Хоровица почитайте, не повредит.

Не иначе, студент первого курса, прочитавший половину первого тома Искусства схемотехники.

[Iptash]

...
Удачи, "приличное общество" теоретиков. Больше выступать не буду, дабы не раздражать.

Зачем нам раздражаться. Я привел практические результаты и работает очень не плохо. Про какое смещение я не понял, но задержек при инвертировании
практически нет, отробатывает четко. У Хоровица помоему в качестве ключа полевой транзистор применяется, я же биполяр пытаюсь прикрутить.

[Plain]

На порядки дешевле применённого ОУ, а тем более двух месяцев рабочего времени, задачу моментом решает копеечный аналоговый переключатель, какой-нибудь 74HC4053, 74LVC1G3157 и т.п.

[С_Ч]

Не иначе, студент первого курса, прочитавший половину первого тома Искусства схемотехники.

Точно! Только Хоровица я читал в середине 80-х. когда это книга только появилась в Союзе. Так вы мне не ответили на вопрос - Куда потечет эммитерный ток при включении транзистора? Хотя много теорий выдвинули. Даю варианты: 1. в сторону резистора, 2. в сторону ОУ. 3. Никуда не потечет. 4. Утечет в космос. Можете еще чего придумать, посмотрев выходные характеристики, вдруг в коллектор. У транзистора ведь без разницы где коллектор, где эммитер.

ТС, это не к вам относится. В той схеме, что вы привели, при включении транзистора нормально (т.е. эммитером на землю) образуется смещение. Величина его на выходе зависит от Ку операционника. При выключении этого смещения нет. Поэтому получается на одной полуволне Uвых=Ку*Uвх, а на другой Uвых=Ку*(Uвх+Uсм). Если переключать систему частотой F, то на осцилографе вы можете увидеть эту ступеньку смещения (одна полуволна будет чуть выше другой). Во всяком случае так у меня получалось, когда я экспериментировал с синхронным детектированием в молодые годы. Теоретически можно это убрать подбором резисторов, а если вам это не важно, то и заморачиваться не стоит. На мой взгляд, лучше делать два операционника (один прямой, другой инверсный) и коммутацию.

[xemul]

Про какое смещение я не понял, но задержек при инвертировании практически нет, отрабатывает четко.
У Хоровица, по-моему, в качестве ключа полевой транзистор применяется, я же биполяр пытаюсь прикрутить.

За Хоровица не скажу, но сейчас в таком качестве проще использовать пару мосфет'ов.
Инверсное включение биполярных транзисторов (нешироко) использовалось 30-40 лет тому - в модуляторах/демодуляторах, н-р, - даже выпускали микросхему К101КТ1 о паре согласованных транзисторов с общим коллектором.

UPD про смещение забыл. Как уже ранее отметили в теме, в инверсном включении биполярного транзистора напряжение насыщения Uek_sat обычно меньше Uke_sat в обычном включении при одинаковых токах эмиттера/коллектора. Это напряжение, будучи приложено к неинвертирующему входу ОУ, неминуемо умножится на (1 + R2/R1) на выходе.

[Iptash]

На порядки дешевле применённого ОУ, а тем более двух месяцев рабочего времени, задачу моментом решает копеечный аналоговый переключатель, какой-нибудь 74HC4053, 74LVC1G3157 и т.п.

Не тратил я 2 месяца рабочего времени, в выходные собрал(печатка давно была готова) один канал, поэксперементировал, в результате получил положительный результат с копеечным BC817. Ключи, что вы предлагаете я просматривал еще летом, но там похоже максимальное комутируемое напряжение
6 вольт, а у меня вх. напряжение где то 12 в. Есть ключи подходящие, но они стоят дорого, да корпус велик у меня место на плате в притык.

[muravei]

использовалось 30-40 лет тому - в модуляторах/демодуляторах,

В высококласных магнитофонах переключали корректирующие цепи