термокомпенсация блока на операционных усилителях Опции

[Glupen']

В продолжение своей же темы http://electronix.ru/forum/index.php?showt...=114801&hl=

блок я собрал на двух UA741 в усилителях и LM101AH в генераторе. Долговременная стабильность очень хорошая, плавают 5 миливольт при 10В на выходе. А вот с температурной стабильностью при отсутствующем R27 плохая... С ростом температуры выходное напряжение падает. А я так понимаю именно R27 и VD5 отвечают за термостабильность. Не могу понять алгоритма подбора. Подбираю R27, дообиваюсь чтобы не было зависимости от температуры, но тогда уплывает общий коэффициент усиления, подбираю R22, возвращаю коэф усиления - опять вылезает зависимость от температуры. И все это долго - нагрел, остудил... Как действовать?

А заказчик уже хочет несколько десятков блоков...

схема схема

[Егоров]

Полагаете, беглого взляда на схему всем достаточно чтобы понять проблему?
Ясно, что некоторое опорное Вы пытаетесь термокомпенсировать. А что уходит-то с температурой? Что необходимо компенсировать?

[sifadin]

Навскидку есть два источника температ нест
1) Входная Цепь R9 VD101 VD102
Ток диодов примерно одинаков и создает паразитной падение на 1к
Видимо его должен скомпенсировать второй
В принципе можно выкинуть все эти диоды заменив входную схему защиты на ОУ см рис
2) Разность падений на открытых транзисторах. Можно пытаться заменить их полевыми

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Glupen']

Егоров, это гальваноразвязанный усилитель с коэффициентом 100 со входа 100мВ (на выходе будет 10В). При стабильном входном напряжении плывет с температурой выходное со скоростью порядка -1мВ/градус без R27.

sifadin, это копия оригинального блока 70-80хх годов, заказчик сказал "в схемотехнике ничего не менять, просто собрать на современных компонентах".
В оригинальном блоке защитных диодов нет на плате, хотя места есть. сказать точно что именно плывет, я не могу, думаю что плывет с температурой все: и операционники и транзисторы и т.д. Но видимо производитель поняв еще в те годы, что плывет в итоге выходное напряжение вниз, поставил именно такую термокомпенсационную цепь в ОС выходного усилителя, чтоб увеличивала его коэф усиления с ростом температуры.

Мне интересен алгоритм/механизм "как настраивают/подбирают термокомпенсацию в подобных схемах на ОУ при массовом производстве"?

Сообщение отредактировал Glupen' - Sep 26 2013, 05:34

[Plain]

это копия оригинального блока 70-80хх годов

Копия явно как минимум с одной ошибкой копирования, VT2 и R21 включены в цепь сигнала, такое сильно вряд ли мог бы допустить автор квалификации тех лет.

[Пушкарев Михаил]

Если связку R19, R22, R23 заменить эквивалентным Ra=22,8 кОм, то для источника сигнала VD5 передаточная функция усилителя на DA будет выглядеть так: Uout= -V(VD5)*Ra/R27, а для его изменения с температурой dUout/dT=+2,2*Ra/R27 [мВ/C]. При R27=300 кОм термокомпенсация будет не более +167 мкВ/С. То есть, как ни бейся, а -1 мВ/С не компенсируешь, иили для этого нужно уменьшить R27 до 50 кОм. Можно предположить, что автор схемы пытался компенсировать изменение с температурой тока через R21, вызванное изменением падения напряжения на переходе база-эмиттер VT2, но при повторении схемы что-то не срослось. Зачем применен довольно мощный транзистор?

Сообщение отредактировал Пушкарев Михаил - Sep 26 2013, 17:12

[Glupen']

Копия явно как минимум с одной ошибкой копирования, VT2 и R21 включены в цепь сигнала, такое сильно вряд ли мог бы допустить автор квалификации тех лет.

все нормально. Это синхронный выпрямитель тех лет.

Пушкарев Михаил, буду думать...
"мощный" транзистор был взят как легкодоступный с h21э >100 (коммент от автора тех лет).

[Plain]

все нормально. Это синхронный выпрямитель тех лет.

Повторяю, ненормально, потому что он включён в цепь сигнала, т.е. попросту портит его.

Чтобы этого не происходило, VT2 должен был быть включён точно так же, как VT1.

Насчёт VD5 и R27 — эта цепь не независимая, а пороговая относительно сигнала, поэтому по определению не может быть его правильной термокомпенсацией.

[ukpyr]

это гальваноразвязанный усилитель с коэффициентом 100 со входа 100мВ

непонятно почему нельзя было сделать на линейной оптопаре ?

[Glupen']

Повторяю, ненормально, потому что он включён в цепь сигнала, т.е. попросту портит его.

Чтобы этого не происходило, VT2 должен был быть включён точно так же, как VT1.

Насчёт VD5 и R27 — эта цепь не независимая, а пороговая относительно сигнала, поэтому по определению не может быть его правильной термокомпенсацией.

Вопрос включения транзисторов не актуален, потому как оно работает и дает линейную характеристику выход от входа. примешивающиеся к сигналу токи база-эмиттер минимизируются за счет большого коэф усиления транзистора.

про линейную оптопару, а также готовые гальваноразвязки ADUM уже думал, заказчик сказал повторить как в оригинале, поскольку режимы эксплуатации жестокие: железный ящик на улице -40С +максимально сколько можно, вибрация, железная дорога, вообщем.

[Herz]

sifadin, это копия оригинального блока 70-80хх годов, заказчик сказал "в схемотехнике ничего не менять, просто собрать на современных компонентах".

... уже думал, заказчик сказал повторить как в оригинале, поскольку режимы эксплуатации жестокие: железный ящик на улице -40С +максимально сколько можно, вибрация, железная дорога, вообщем.

Как действовать?

Вариантов несколько.
1) Послать заказчика подальше с его причудами. Если можно себе позволить.
2) Понять, как на самом деле работает схема и что в ней за что отвечает. После этого:
а) объяснить заказчику, что на то и прогресс, чтобы решать проблему комплексно, а не тупой заменой элементов. Ведь приспосабливать реактивный двигатель к кукурузнику глупо,
б) сделать по-своему, на посвящая заказчика в детали решения,
2) продолжать "трясти" вместо того, чтобы думать.

[Егоров]

Ведь приспосабливать реактивный двигатель к кукурузнику глупо,

Оффтоп.
А ведь я такие видел. Кукурузники с реактивным двигателем. Кажется, М15 назывались. Ниче, летали

[Herz]

Оффтоп.
А ведь я такие видел. Кукурузники с реактивным двигателем. Кажется, М15 назывались. Ниче, летали

А мне не приходилось. Хотя я, на "кукурузниках", можно сказать, вырос...

[Plain]

Вопрос включения транзисторов не актуален, потому как оно работает и дает

Ну, если Вы дважды противоречите собственной теме, говоря, во-первых, что оно работает, и во-вторых, что знаете, как именно, то впору обратиться к модераторам форума о её закрытии как исчерпывающе решённой.

[sifadin]

Попытайтесь заменить биполярные транзисторы полевыми. У биполярных в насыщении падение 0.1В - много. А у полевых при малых токах на порядки меньше.
Соответст R26 R21 замените так чтобы полевик был в насыщении

[terio007]

Предлагаю вам решить вопрос радикально - термостатированием всего блока.

[Егоров]

Предлагаю вам решить вопрос радикально - термостатированием всего блока.

Угу, тоже способ. Когда непонятно что и в какую сторону плывет - убрать саму причину.

[shf_05]

боюсь, придется все же искать причину- уж больно громоздкое изделие судя по описанию автора, зимой такое не протопить.
предлагаю автору проверить устройство "по частям", отключая части схемы, поглядеть сигнал в нескольких местах и выяснить что куда плывет.

[Glupen']

Все выяснилось окончательно. Термостатированием занимаются извне. А цепь диод-резистор (как я и подозревал изначально) занимается выравниванием коэффициента усиления для положительноговходного напряжения относительно отрицательного... почему-то в те далекие времена разработчики поняли, что именно для положительнойполярности надо будет придушить коэф усиления...