Высоковольтный(около 150В), линейный усилитель двуполярного сигнала, Как сделать? Опции

[Vldmr]

Встала тут проблема. Требуется линейный усилитель синусоидального сигнала, где-нибудь до 150 вольт. Частоты от 0 до 100кГц. Кто-нибудь знает, как это делается? Можно ли в Петербурге найти подходящие высоковольтные ОУ? Можно ли какую-нибудь схему придумать с низковольтным ОУ и высковольтными транзисторами?

[Herz]

Обратите внимание на схемотехнику обычных транзисторных УНЧ (вот хотя бы на эту). Комбинация ОУ-транзисторный выходной каскад позволяет получить отличную линейность. ОУ совсем не обязательно должен быть высоковольтным, нужно лищь правильно сконфигурировать ОС. Кроме того, если нагрузка плавающая, можно сделать усилитель мостовым, что снизит напряжение питания вдвое. Продолжая аналогию с аудиоусилителями, напомню, что традиционно высоковольтные усилители строились на лампах, жизнь вынуждала . Сейчас это экзотика, но некоторые идеи будут полезными, учитывая что лампы сейчас с успехом заменяют современные высоковольтные полевики с очень хорошими характеристиками. Посмотрите, может пригодится это.
Если сообщите больше подробностей, тут Вам смогут дать более конкретные советы.

[mov]

Что касается монолитных(гибридных) ОУ на большие напряжения то сейчас у TI есть 3583(4) ОУи у Apex есть имс. (в приложении , есть и более высоковольтные). Но цены !!! Врядли кто возит их сюда.

Прикрепленные файлы

 PA83.pdf ( 77.44 килобайт ) Кол-во скачиваний: 197

 

[ПоАл]

Меня нтересовали Apex 103 и 97. Пока не заказывал и пробовал, некогда. Правда, говорят, стоят совсем не мало. Альтернативы реальной пока не встречал. Все мои знакомые лепят сами на рассыпухе со всеми вытекающими последствиями. Для сведения тех, кто не сталкивался: даже комплементарные пары на 300 и более вольт - проблема. Нужны маломощные, а не на амперы.

[Massi]

итак...а пиво будет...смотри сюда и придет тебе счастя...

AN18
AN87
http://www.linear.com/search/searchResults...teCriteria=an87

и как счастя...пришло

[Stanislav]

Обратите внимание на схемотехнику обычных транзисторных УНЧ (вот хотя бы на эту). Комбинация ОУ-транзисторный выходной каскад позволяет получить отличную линейность. ОУ совсем не обязательно должен быть высоковольтным, нужно лищь правильно сконфигурировать ОС. Кроме того, если нагрузка плавающая, можно сделать усилитель мостовым, что снизит напряжение питания вдвое. Продолжая аналогию с аудиоусилителями, напомню, что традиционно высоковольтные усилители строились на лампах, жизнь вынуждала . Сейчас это экзотика, но некоторые идеи будут полезными, учитывая что лампы сейчас с успехом заменяют современные высоковольтные полевики с очень хорошими характеристиками. Посмотрите, может пригодится это.
Если сообщите больше подробностей, тут Вам смогут дать более конкретные советы.

По-моему, обе схемы никуда не годятся. Вторая будет греться, как утюг, а в первой устанете менять транзисторы.
Кроме того, высоковольтные усилительные полевики - очень большая редкость.

2 Vldmr
Фраза "линейный усилитель синусоидального сигнала, где-нибудь до 150 вольт" абсолютно безграмотна. Ознакомьтесь сначала с терминами "амплитуда", "размах", "действующее значение", а потом переформулируйте вопрос с их использованием.
Далее, усилитель характеризуется не только выходным напряжением и полосой пропускания, но и другими параметрами, в частности, выходной мощностью (вместо неё можно привести импеданс нагрузки) и требуемым уровнем нелинейных искажений в данном случае синусоидального сигнала.

[Vldmr]

Фраза "линейный усилитель синусоидального сигнала, где-нибудь до 150 вольт" абсолютно безграмотна. Ознакомьтесь сначала с терминами "амплитуда", "размах", "действующее значение", а потом переформулируйте вопрос с их использованием.
Далее, усилитель характеризуется не только выходным напряжением и полосой пропускания, но и другими параметрами, в частности, выходной мощностью (вместо неё можно привести импеданс нагрузки) и требуемым уровнем нелинейных искажений в данном случае синусоидального сигнала.

Прошу прощения. Конечно, имелся ввиду усилитель с размахом сигнала на выходе до 150 вольт, который мог бы усиливать синусоидальный сигнал с малыми нелинейными искажениями. Насколько малыми? Тут уже другой вопрос. Хотелось бы не больше 1% по амплитуде во второй гармонике, т.е. вроде не критично в схемах, где в качестве усилительного элемента используется ОУ. Или я не прав?
Мощность усилителя не очень важна, т.к. нагрузка будет емкостная, около 100пф.

[KAlexn]

Как то делал на +/-500В на ГМИ-6Б с полосой 0...500 кГц. Тоже на емкостную нагрузку (отклоняющие электроды). Правда на такое напряжение тр-тов было не найти.

[Stanislav]

Прошу прощения. Конечно, имелся ввиду усилитель с размахом сигнала на выходе до 150 вольт, который мог бы усиливать синусоидальный сигнал с малыми нелинейными искажениями. Насколько малыми? Тут уже другой вопрос. Хотелось бы не больше 1% по амплитуде во второй гармонике, т.е. вроде не критично в схемах, где в качестве усилительного элемента используется ОУ. Или я не прав?
Мощность усилителя не очень важна, т.к. нагрузка будет емкостная, около 100пф.

Теперь гораэдо понятнее.
В таком случае, делайте, например, подобным образом:

Это только эскиз схемы. +-Uоу -напряжение питания ОУ +-0,6В (легко получить на маломощных стабилитронах, если нет дополнительного источника питания); +-Uп - напряжения питания (+-75В); Rоу - сопротивление нагрузки выхода ОУ (несколько десятков Ом); Cоу - корректирующая ёмкость, для данного приложения примерно 10-50 пФ (кроме того, она снижает нелинейные искажения).
Опер надо брать достаточно шустрый, с частотой ед. усиления порядка нескольких десятков мегагерц, и, очень желательно, не rail-to-rail, т.е., с низким выходным сопротивлением без ООС. Иначе без доп. коррекции не обойтись.
Если есть вопросы по эскизу схемы - задавайте. Постараюсь ответить подробнее.

[ПоАл]

Характер нагрузки и её величина мало что говорят. Куда нагрузка? На "+", "-" или на среднюю точку питания? И вообще - должно ли быть питание двуполярным? Схемотехника может быть совершенно разной.
Транзисторы для Вас скорее всего подойдут из отечественных 2Т (КТ) 504-506.
Что то я забыл - какая полоса частот Вам нужна непременно и без всяких там запасов?

[Stanislav]

Характер нагрузки и её величина мало что говорят.

Как это "мало что говорят"? Поясните мысль, плиз.

...Куда нагрузка? На "+", "-" или на среднюю точку питания?..

А какая разница? Сказано же - емкость 100 пФ.

[ПоАл]

Поясняю.
Задавая свои вопросы я пытался выяснить у Станислава ещё кое чего. Характер нагрузки и размах на выходе усилителя почти прямо указывают, что усилитель будет нагружен на пьезокристалл вибро или какого либо ещё привода. Для емкостного датчика положения частота и ёмкость другие на несколько порядков. Для отклоняющих пластин чего то механического? Что может быть такого, что можно было бы раскачать на десятках килогерц? Разве что какую нибудь капельную струю? Но тогда ёмкость должна быть на 1-2 порядка больше. Нам с Вами, кстати, ещё не ответили о необходимости двуполярного питания. Если я правильно предполагаю нагрузку в виде пьезокристалла, то второй его конец может сидеть где угодно и (тут ваше возмущение правомерно - усилитель об этом даже не знает) практически всегда сидит на массе. Но тут выступают на первую роль другие соображения:
1) Зачем нужны два источника и нельзя ли обойтись одним? Легкодоступные DC на такие напряжения отсутствуют. Приходится изображать самим и один всегда лучше, чем два.
2) Пьезокристаллы ощутимых размеров не любят частот выше нескольких килогерц (Помните мою просьбу об уточнении полосы?). Они или сразу разрушаются или отказывают в весьма обозримом будущем. Для них часто даже приходится ограничивать ток.
3) Источник сигнала как правило привязан к общему и к одному полюсу источника выходного напряжения. В итоге - усилитель с однополярным питанием.
4) Комплиментарная пара на выходе усилителя для предполагаемой мной нагрузки - на грани экзотики. Хватает и одного транзистора.

Прошу простить - вопросы я конечно задавал не Станиславу а Vldmr у.

[Stanislav]

...Характер нагрузки и размах на выходе усилителя почти прямо указывают, что усилитель будет нагружен на пьезокристалл вибро или какого либо ещё привода...

Я бы сказал: смелое предположение. Об этом ничего не сообщалось.

...Для емкостного датчика положения частота и ёмкость другие на несколько порядков. Для отклоняющих пластин чего то механического? Что может быть такого, что можно было бы раскачать на десятках килогерц? Разве что какую нибудь капельную струю? Но тогда ёмкость должна быть на 1-2 порядка больше.

Вы ещё забыли упомянуть пару сотен устройств, имеющих ёмкостный характер сопротивления.

...Нам с Вами, кстати, ещё не ответили о необходимости двуполярного питания...

Вы очень невнимательно читаете тему. Между тем, в её названии содержится недвусмысленный ответ на Ваш вопрос.
Далее, ответ на вопрос:

...Что то я забыл - какая полоса частот Вам нужна непременно и без всяких там запасов?

содержится в первом же посте автора.

ЗЫ. Транзисторы в выходном каскаде должны быть всё-таки ВЧ. Из "древних" отечественных можно порекомендовать КТ604 или КТ940.

[Vldmr]

Отвечаю: Это должен быть лабораторный услилитель, который нагружается на фазовый модулятор через коаксиал(принципиально!), по совмистительству этот усилитель, скорее всего, будет использоваться и для других целей. Выходная ёмкость - ёмкость коаксиала, в основном. вот такая вот интересная задача

[Vldmr]

Если есть вопросы по эскизу схемы - задавайте. Постараюсь ответить подробнее.

Станислав, очень интересная схема.
Немного не понимаю, как работает. Что это за фокусы с питанием ОУ? Я раньше думал об управлении высоковольтными транзисторами с выхода ОУ, а тут они управляются через питание ОУ... Не могли бы пояснить?

Сообщение отредактировал Vldmr - Feb 16 2007, 11:16

[Stanislav]

...Немного не понимаю, как работает. Что это за фокусы с питанием ОУ? Я раньше думал об управлении высоковольтными транзисторами с выхода ОУ, а тут они управляются через питание ОУ... Не могли бы пояснить?

Ага, именно через питание. Смысл в том, что выходной ток ОУ протекает также и через его питающие выводы.
Пусть, скажем, собственный ток потребления ОУ равен 3 мА. Пусть на его выходе +1В напряжения при нагрузке в 100 Ом. Тогда ток через плюсовый контакт питания ОУ составит 1В/100Ом + 3мА = 13 мА. Этот ток выделяется на резисторах нагрузки и управляет выходными транзисторами.

...Я ещё, про стабилитроны: Почему нельзя поставить кремнийвый диод, в открытом состоянии, чтобы создать напряжение 0,6 вольт для создание +-Uоу? Или это напряжение принципиально не должно быть равно напряжению открытого p-n перехода?

Нет-нет, Вы не совсем правильно поняли. Если питание ОУ выбрано, скажем, +-15 В, то напряжения на базах транзисторов должно составить +-15,6 В (0,6 В упадёт на переходах).
Смысл этих транзисторов - обеспечить, с одной стороны, требуемое напряжение питание ОУ, а, с другой стороны, обеспечить передачу выходного тока ОУ в цепь усиления высокого напряжения (выходной каскад).

[Massi]

просто так спрошу....чисто поржать...можно...спасибо...
а апликухи лайнеровские что не подошли...али как...

[deemon]

Честно говоря , все эти схемы с выходом через питание ОУ выглядят красиво , но в реальности всё не так уж радужно . Проблемы создаёт обычно ток потребления самого ОУ , притом у разных экземпляров он может отличаться , что ухудшает повторяемость . У скоростных ОУ ток потребления больше , что затрудняет их применение . А проблема из-за тока в том , что минимальный ток ограничен снизу током потребления , максимальный же - ограничен защитой по выходу в ОУ . Вот в этом узком интервале и приходится работать .

[Stanislav]

просто так спрошу....чисто поржать...можно...спасибо...
а апликухи лайнеровские что не подошли...али как...

Все? Или Вы имели в виду что-то конкретное?

[Stanislav]

Честно говоря , все эти схемы с выходом через питание ОУ выглядят красиво , но в реальности всё не так уж радужно . Проблемы создаёт обычно ток потребления самого ОУ , притом у разных экземпляров он может отличаться , что ухудшает повторяемость . У скоростных ОУ ток потребления больше , что затрудняет их применение . А проблема из-за тока в том , что минимальный ток ограничен снизу током потребления , максимальный же - ограничен защитой по выходу в ОУ . Вот в этом узком интервале и приходится работать .

Почему узком?

Берём какой-нить ОУ, напр. AD8610 (навскидку), обеспечиваем ему питание, скажем, +-10В и считаем:
- исходя из максимального тока потребления, резисторы в коллекторах надо выбрать примерно 150 Ом;
- сопротивление нагрузки ОУ выбираем порядка 50-100 Ом;
- макс. выходной ток усилителя получится порядка нескольких (2-5) ампер.
Не забывайте при этом, что выходными транзисторами усиливается не только напряжение, но и ток.
В чём же Вы видите ограничение?

[Massi]

рыдаю...
AN87 стр 57-58

вместо дикого опера LT можно взять
OPA541 161 гривна доступен
OPA544
OPA2544

любой опер на +-15 и ток выхода на 1А
да и УДшки вроде были на такие токи и напряжения

[Stanislav]

рыдаю...
AN87 стр 57-58

вместо дикого опера LT можно взять
OPA541 161 гривна доступен
OPA544
OPA2544

любой опер на +-15 и ток выхода на 1А
да и УДшки вроде были на такие токи и напряжения

А зачем корячиться, применяя дорогие и дефицитные компоненты, да ещё в таких вычурных схемах, если можно всё сделать на копеечных?
Впрочем, здесь хозяин - барин...

[Vldmr]

Схемы из application notes понравились. Но они, конечно, хуже под мои задачи подходят, чем схема Станислава.
Станислав, к вам ещё вопрос. Почему ОУ должен иметь высокую частоту ед. усилиния, если усиливать в этой схеме он должен НЧ сигнал? Каким образом ёмкость Cоу влияет на нелинейные искажения? Почему у ОУ должно быть низкое выходное сопротивление, ведь резисторы, через которые проходит ток питания ОУ, по номиналу заведомо больше выходного сопротивления ОУ?

[Designer56]

ЗЫ. Транзисторы в выходном каскаде должны быть всё-таки ВЧ. Из "древних" отечественных можно порекомендовать КТ604 или КТ940.

КТ504, КТ505 хорошо подходят

Честно говоря , все эти схемы с выходом через питание ОУ выглядят красиво , но в реальности всё не так уж радужно . Проблемы создаёт обычно ток потребления самого ОУ , притом у разных экземпляров он может отличаться , что ухудшает повторяемость . У скоростных ОУ ток потребления больше , что затрудняет их применение . А проблема из-за тока в том , что минимальный ток ограничен снизу током потребления , максимальный же - ограничен защитой по выходу в ОУ . Вот в этом узком интервале и приходится работать .

Я такие схемы делал- одна из них в воздухе летает, давно уже.

[Vldmr]

Опять не понял, почему транзисторы обязательно ВЧ? Объясните, пожалуйста

[Designer56]

рыдаю...
AN87 стр 57-58

вместо дикого опера LT можно взять
OPA541 161 гривна доступен
OPA544
OPA2544

любой опер на +-15 и ток выхода на 1А
да и УДшки вроде были на такие токи и напряжения

А зачем корячиться, применяя дорогие и дефицитные компоненты, да ещё в таких вычурных схемах, если можно всё сделать на копеечных?
Впрочем, здесь хозяин - барин...

К тому же, мощные интегральные ОУ, работающие в линейном режиме имеют один врожденный порок- тепловая обратная связь с мощного выходного каскада на входной, что создает проблемы с устойчивостью при работе на реактивную нагрузку.С этим я сам сталкивался.Это имеет место и в обычных ОУ, по этой причине не рекомендуется нагружать до предела прецизионные ОУ, а если требуется получить достаточно большой ток- то применяется буфер на выходе.проблема эта решается полностью только в гибридных мощных ОУ, например, те же Apex, но когда посмотришь на их цену...

Опять не понял, почему транзисторы обязательно ВЧ? Объясните, пожалуйста

Они включены по схеме ОЭ, усиление больше единицы. Для обеспечения запаса по фазе вых. каскада и схемы в целом, и таким образом, её устойчивости. Stanislav упоминал, что эта схема- эскиз, рабочая должна содержать цепи частотной корркции, защиты выхода и т.п.

[Stanislav]

...Станислав, к вам ещё вопрос. Почему ОУ должен иметь высокую частоту ед. усилиния, если усиливать в этой схеме он должен НЧ сигнал?..

Для обеспечения низких динамических искажений сигнала (низкого уровня гармоник). В принципе, для можно взять опер с частотой единичного усиления и порядка 10 МГц (хотя, это и нежелательно), задав начальный ток через выходной каскад (он регулируется резисторами в эмиттерах и базах выходных транзисторов). Я же, в целях повышения КПД усилителя и меньшего нагрева вых. транзисторов, предлагаю выбрать режим с нулевым (или очень малым) током покоя вых. каскада.

...Каким образом ёмкость Cоу влияет на нелинейные искажения?

Во-первых, через неё передаётся сигнал с выхода опера в выходную цепь, когда вых. транзисторы ещё "не включились" (извините за не совсем точную терминологию). Это называется прямой связью.
Во-вторых, через неё создаётся частотно-зависимая ОС по выходному напряжению. Проследите, например, путь высокочастотных токов (токов ошибки!) через эту ёмкость, когда один из транзисторов уже "потянул". Эта ОС также способствует уменьшению нелинейных искажений и часто избавляет от необходимости какой-либо дополнительной коррекции.

...Почему у ОУ должно быть низкое выходное сопротивление, ведь резисторы, через которые проходит ток питания ОУ, по номиналу заведомо больше выходного сопротивления ОУ?

Именно по причине "во-вторых". Чтобы напряжение выхода ОУ незамедлительно влияло на ток его питания, и обеспечивало ОС по высокой частоте в выходном каскаде (прикольно, но эта ОС для выходного каскада будет являться местной, хоть она будет проходить через потроха ОУ и транзисторы в его питании, которые в этом случае совокупно будут служить просто "проводом" ). Rail-to-rail ОУ же имеет выход с высоким вых. сопротивлением (местная ОС по ВЧ вых. каскада усилителя в этом случае будет разомкнута), поэтому, придётся крючить дополнительные корректирующие цепи.
Не думайте, что в этой схеме всё сложно. Хотя, если разбираться досканально, и очень уж простой её не назовёшь. Попробуйте сначала прикинуть, что к чему, самостоятельно, нарисовать схему из доступных Вам компонентов, а потом обещаю помочь в расчёте её параметров.

[Stanislav]

Опять не понял, почему транзисторы обязательно ВЧ? Объясните, пожалуйста

Качество регулирования системы с ОС (а усилитель - это не что иное, как регулятор) определяется временем реакции в петле регулирования. Удивительно, но этого не знают даже многие мэтры...
Для уменьшения задержки по петле регулирования очень желательно использовать компоненты с наименьшим временем отклика (то бишь, ВЧ), т к Ваша система должна иметь довольно высокую "верхнюю" частоту, и хороший запас по фазе в рабочей полосе, о чём и сказал Designer56.
Это имеет одну цель: уменьшить искажения при одновременной минимизации потребления схемы.
Желательно, конечно, подобрать комплементарные транзисторы вых. каскада, но если этого сделать не удалось - не беда. "Хороший" ОУ способен исправить недостатки.
Кстати, были такие транзисторы, по-моему, КТ626, p-n-p, юзал в подобных приложениях. Кажись, и комплемент к ним был...
ЗЫ. Усилитель нужно собирать компактно, без всяких "соплей". Радиаторы, если правильно всё рассчитать, будут не нужны (импеданс источника на верхней частоте рабочего диапазона будет порядка 16 кОм). Правда, если система ответственная, рекомендую выбрать не менне, чем двукратный запас по допустимой мощности, и как уже советовал уважаемый Designer56, предусмотреть защиту выхода ОУ по напряжению, а также вых. каскада по току.

[Vldmr]

Спасибо, Станислав! С такими элементами хотя бы 10 кГц синусоиду можно усиливать?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Stanislav]

КТ504, КТ505 хорошо подходят

Для 100 кГц? Я бы выбрал что-нить поВЧовее.

2 Vldmr
Почему 10? Вы же говорили о 100 кГц. Будет работать, конечно, и на 10, и на 100...
Для 10 кГц, безусловно, пойдут и транзисторы, предложенные Designer56.

PS. Щас интернет у меня - гроб, параметры транзисторов, приведённых Вами на схеме, найти не могу. Посмотрю в справочниках...
Но, мне кажется, лучше всё-таки взять что-нить типа КТ6хх или КТ9хх.

PPS. Простите, сразу не обратил внимания. У Вас напряжение питания +-125 В, следовательно, Вам нужен размах не 150, а 250В? Схема, приведённая мной, даёт полный размах выходного напряжения практически от -Uп до +Uп.

[Vldmr]

PPS. Простите, сразу не обратил внимания. У Вас напряжение питания +-125 В, следовательно, Вам нужен размах не 150, а 250В? Схема, приведённая мной, даёт полный размах выходного напряжения практически от -Uп до +Uп.

Ой, простите, ошибся. Нужен размах 250В. Про нужную полосу частот:
Понимаете, усилителем предпологается усиливать синусоидальный сигнал с синхронного детектора. Предельная частота детектора - 100кГц, реально измерения будут проводиться до 10кГц. Неплохо было бы иметь усилитель во всей его полосе частот синхронного детектора, мало ли что ещё когда-нибудь измерять понадобится. Но если такой усилитель потребует существенно большего труда, то можно обойтись и полосой в 10 кГц.

Огромное вам спасибо! Вот характеристики транзисторов:
http://www.chipinfo.ru/dsheets/transistors/1850.html
http://www.chipinfo.ru/dsheets/transistors/1851.html

[Stanislav]

КТ626, который я привёл, не годится - слишком мало допустимое напряжение КЭ.
Порывшись в справочниках, нашёл подходящую комплементарную пару отечественных транзисторов для выходного каскада: КТ6104А+КТ6105А. По-моему, то, что надо. Если потребуется увеличение вых. мощности усилителя, можно их "мордой" уткнуть в полигон на плате, через теплопроводную пасту, прижав проволочной петелькой (для лучшего теплоотвода). Площадь печатного теплоотвода - порядка 3-4 см^2.

[Stanislav]

Вот характеристики транзисторов:
http://www.chipinfo.ru/dsheets/transistors/1850.html
http://www.chipinfo.ru/dsheets/transistors/1851.html

Эти, по-моему, черещщур мощные.
Давайте посчитаем. Модуль сопротивление нагрузки 100 пФ на частоте 100 кГц примерно равен 16 кОм. Эффективное значение напряжения на ней составит 250/(2*sqrt(2))=88 (В). Эффективный ток выхода усилителя будет примерно 5,5 мА (всего-то). Мощность, рассеиваемая выходными транзисторами, будет составлять сотни милливатт (считать лень), так что особо париться не нужно.

[deemon]

Берём какой-нить ОУ, напр. AD8610 (навскидку), обеспечиваем ему питание, скажем, +-10В и считаем:
- исходя из максимального тока потребления, резисторы в коллекторах надо выбрать примерно 150 Ом;
- сопротивление нагрузки ОУ выбираем порядка 50-100 Ом;
- макс. выходной ток усилителя получится порядка нескольких (2-5) ампер.
Не забывайте при этом, что выходными транзисторами усиливается не только напряжение, но и ток.
В чём же Вы видите ограничение?

Тут такая ситуация - если мы выходные транзисторы загоним в линейный режим , например , сделаем токовые зеркала , то ток потребления ОУ будет создавать ток покоя этих транзисторов . Если ток ОУ - 3 ма ( максимальный ток - 15 ма ) , а токовые зеркала усиливают ток в 20 раз ( для примера ) , то ток покоя выходного каскада будет 60 ма . А максимальный ток выхода будет 300 ма . Маловато . Причём , этот ток покоя просто зря греет транзисторы , пользы от него никакой
Другой вариант - выходные транзисторы работают с нулевым током покоя , то есть в базах стоят маленькие резисторы . Тогда эта проблема снимается , но появляется другая - ступенька . При малых сигналах выходные транзисторы закрыты . На НЧ это не страшно - ООС отработает , но на ВЧ будут расти искажения , это не есть хорошо .
Если же мы хотим слегка приоткрыть выходные транзисторы , подбирая резисторы в базах , то искажения падают , но появляется новая проблема , теперь уже с термостабильностью . Периодически в усилителе будут гореть транзисторы . И вот эту проблему решить уже никак не удаётся ....
Так что моё мнение - такая схема хороша , если мы хотим умощнить какой-нибудь ОУ , чтобы сделать из него что-то типа драйвера для мотора , или дешёвый УНЧ , но там где нужно высокое качество - лучше эту схему не применять - геморроя будет больше , чем пользы ...................................

[Stanislav]

Тут такая ситуация - если мы выходные транзисторы загоним в линейный режим , например , сделаем токовые зеркала , то ток потребления ОУ будет создавать ток покоя этих транзисторов . Если ток ОУ - 3 ма ( максимальный ток - 15 ма ) , а токовые зеркала усиливают ток в 20 раз ( для примера ) , то ток покоя выходного каскада будет 60 ма . А максимальный ток выхода будет 300 ма . Маловато . Причём , этот ток покоя просто зря греет транзисторы , пользы от него никакой.

Простите, а где Вы увидели на обсуждаемом эскизе токовые зеркала?
И почему 300 мА - маловато? Я же посчитал эффективное значение требуемого тока на 100 кГц: 5,5 мА. Если хотите узнать пиковое - умножьте эту величину на sqrt(2).

...Другой вариант - выходные транзисторы работают с нулевым током покоя , то есть в базах стоят маленькие резисторы . Тогда эта проблема снимается , но появляется другая - ступенька . При малых сигналах выходные транзисторы закрыты . На НЧ это не страшно - ООС отработает , но на ВЧ будут расти искажения , это не есть хорошо...

Искажения будут на любых частотах. Но, следуя приведённым выше рекомендациям, нелинейные искажения на 100 кГц можно сделать меньшими 1%, что здесь и требуется, и что я специально уточнил, перед обнародованием эскиза схемы.

...Так что моё мнение - такая схема хороша , если мы хотим умощнить какой-нибудь ОУ , чтобы сделать из него что-то типа драйвера для мотора , или дешёвый УНЧ , но там где нужно высокое качество - лучше эту схему не применять - геморроя будет больше , чем пользы.

Не понял, в чём всё-таки Вы видите геморрой? Я придерживаюсь диаметрально противоположной точки зрения.

[VXDRV]

Для настройки тока покоя усилителя есть идея параллельного включения подстроечного резистора к выводам питания ОУ.

[Stanislav]

Для настройки тока покоя усилителя есть идея параллельного включения подстроечного резистора к выводам питания ОУ.

Для очень мало потребляющих ОУ можно, конечно, и так сделать. Правда, лишнее потребление, по-моему, ни к чему.
А ток покоя всё равно останется нестабильным. Поэтому я и предлагаю обойтись вовсе без него.

[jam]

Н а мой взгляд годится обыкновенный полевик с резистором на HV, ну а с делителя на ОУ в обратную связь.
Конешно грется будет , но не сильно. Не всякий ОУ годится, я пробывал op284 - делал таким образом регулятор напряжения на 300 вольт. Пришлось подбирать конденсатор в цепи ОС.

[deemon]

2Stanislav
Я не на эскизе увидел , а просто рассматривал варианты . Там если изменять резисторы , можно получить любой режим работы , в том числе и линейный вариант , похожий на токовое зеркало .
Насчёт искажений - так я же описал причину их появления . Боюсь , что 1% там не отделаешься . Надо добавить ещё , что кроме ступеньки будут ещё искажения из-за нелинейной ёмкости коллекторного перехода . Выходные транзисторы - по схеме с ОЭ , и сигнал подаётся от источника тока , на частоте 100 кгц это немаловажно . Я бы применил либо эмиттерные повторители перед выходными транзисторами , либо каскод .

[Stanislav]

Насчёт искажений - так я же описал причину их появления.

Простите, но Вы не совсем хорошо разобрались в работе схемы.
В "классическом" усилителе ступенька возникает из-за разрыва петли ОС при отсутствии выходного тока. Здесь же разрыва петли не происходит (не забывайте про кондёр Соу), и "ступеньки" в классическом понимании не будет вовсе.

...Боюсь , что 1% там не отделаешься . Надо добавить ещё , что кроме ступеньки будут ещё искажения из-за нелинейной ёмкости коллекторного перехода.

Можно запросто сделать и 0,1% .

...Выходные транзисторы - по схеме с ОЭ , и сигнал подаётся от источника тока , на частоте 100 кгц это немаловажно.

Неправильно. Это не источник тока - вых сопротивление задаётся небольшим по номиналу резистором в цепи базы вых. каскада. Тау входной цепи, вследствие этого, будет небольшим, если применить ВЧ транзисторы.

...Я бы применил либо эмиттерные повторители перед выходными транзисторами, либо каскод.

А зачем повторители, и, тем более, каскод? Транзисторы "слева" и так включены с общей базой.

[Stanislav]

Вот, изгалил ещё одну схему на токовых зеркалах, и вообще без ОУ.
Представляю на суд публики. Критика - приветствуется.

Приведены обозначения компонентов, относящихся только к верхнему плечу усилителя, т.к. схема абсолютно симметрична.
Думается, и в ней можно получить к-т нелинейных искажений гораздо менее 1% на 100 кГц.
Ток покоя через вых. каскад выбирается небольшим - 1-2 мА, чтобы не греть сильно вых. транзисторы.
Ток покоя в предварительном каскаде можно выбрать в 5-10 раз меньшим.
Параллельно резистору R4 можно включить мелкий (пару пик) кондёрчик, для коррекции.
К-т усиления задаётся отношением R4/R3.
Если кого заинтересовала - могу помочь сделать расчёт.

PS. Всё-таки, эта схема, по-моему, может пригодиться только истинным любителям . Схема с ОУ гимору создаст гораздо меньше, а повторяемость её - лучше.

[jam]

Могу посоветовать высоковольтые ОУ
3584 от TI или LH0004 от National

По поводу схемы с зеркалами - трудно оценить без моделирования , но возникает вопрос о стабильности тока в токовых зеркалах - а кроме того в такие схемы между зеркалами обычно ставят токозадающий транзистор , который вместе с сигналом "летает" вверх-вниз.
Трудно оценить и влияние ёмкости миллера - напряжения то большие, а соответственно и коэффициет умножения этой ёмкости очень большой - может оказаться что подходящих транзисторов просто не существует - или ёмкость велика или напряжение мало.....
СергейВ.

[Stanislav]

Могу посоветовать высоковольтые ОУ
3584 от TI или LH0004 от National

И что, они +-125В питания выдержат?

...По поводу схемы с зеркалами - трудно оценить без моделирования , но возникает вопрос о стабильности тока в токовых зеркалах - а кроме того в такие схемы между зеркалами обычно ставят токозадающий транзистор , который вместе с сигналом "летает" вверх-вниз.

Не понял, о каком токозадающем транзисторе речь?
В данной схеме ток покоя через транзисторы Q1 и Q2 определяется отрицательным напряжением питания и резистором R5.
Нестабильность токов - это гимор, конечно. Между транзисторами Q2 и Q3 нужно обеспечить хороший тепловой контакт, иначе ток покоя вых. транзисторов поплывёт. Впрочем, увеличением номиналов резисторов R1 и R2 этот эффект можно значительно уменьшить.

...Трудно оценить и влияние ёмкости миллера - напряжения то большие, а соответственно и коэффициет умножения этой ёмкости очень большой - может оказаться что подходящих транзисторов просто не существует - или ёмкость велика или напряжение мало...

Да, это верно. В предложенных мной транзисторах эта ёмкость гарантируется не более 15 пФ, что многовато для "зеркальной" схемы. Если она реально составляет пик 5 (в справочнике нет типовых значений), то транзисторы безусловно подойдут и для неё.

[jam]

Могу посоветовать высоковольтые ОУ
3584 от TI или LH0004 от National

И что, они +-125В питания выдержат?

Из datasheet:
The 3584 operates over a wide power supply range =+150v and provides outputs up to 15ma....
The 3584 provides GBP of 20MHz(50MHz typical)...

...По поводу схемы с зеркалами - трудно оценить без моделирования , но возникает вопрос о стабильности тока в токовых зеркалах - а кроме того в такие схемы между зеркалами обычно ставят токозадающий транзистор , который вместе с сигналом "летает" вверх-вниз.

Не понял, о каком токозадающем транзисторе речь?
В данной схеме ток покоя через транзисторы Q1 и Q2 определяется отрицательным напряжением питания и резистором R5.
Видел такую схему: между двумя зеркалами на 350в стоял bc546 с какой-то обвязкой, мне кажется, что он работал в режиме пробоя!!!! (отрицательное динамическое сопротивление)- но тем не менее работала схема надёжно - она раскачивала маломощные полевички со сверхмалой ёмкостью в режиме повторителей, ну а те уже качали просто повторители с которых брался сигнал ОС.

Нестабильность токов - это гимор, конечно. Между транзисторами Q2 и Q3 нужно обеспечить хороший тепловой контакт, иначе ток покоя вых. транзисторов поплывёт. Впрочем, увеличением номиналов резисторов R1 и R2 этот эффект можно значительно уменьшить.

Видел подобную схему , насколько помню R2 был 10ом а R1 220, транзисторы bd130/bd140 ( хотя это всё по-памяти - скорей всего ошибся), она работала до 100кгц, но на +-50в. Транзисторы Q2 Q3 стояли на алюминивой полоске..
Найти хорошие pnp транзисторы на 450в может быть проблематично...
Если схема заводится - а это иногда бывает если что с нагрузкой не в порядке - то нужен 3ной запас по напряжению.

...Трудно оценить и влияние ёмкости миллера - напряжения то большие, а соответственно и коэффициет умножения этой ёмкости очень большой - может оказаться что подходящих транзисторов просто не существует - или ёмкость велика или напряжение мало...

Да, это верно. В предложенных мной транзисторах эта ёмкость гарантируется не более 15 пФ, что многовато для "зеркальной" схемы. Если она реально составляет пик 5 (в справочнике нет типовых значений), то транзисторы безусловно подойдут и для неё.

На мой взгляд подобную схему можно осуществить на комплементарных полевиках с общим затвором, если ток
задавать операционником , например L2722 (это было лет 10 назад, сейчас можно найти что-нибудь получше)- по крайней мере у меня была задумка сделать так , но до реализации дело не дошло....

СергейВ.

[Designer56]

КТ504, КТ505 хорошо подходят

Для 100 кГц? Я бы выбрал что-нить поВЧовее.

А куда больше? у КП505 граничная ч-та 30 МГц, а у 504-го- 56

[Vldmr]

3584 во-первых найти надо, во-вторых >200$ стоят!!! Дорого слишком!

[jam]

3584 во-первых найти надо, во-вторых >200$ стоят!!! Дорого слишком!

3584 есть в терраэлектронике , дорого, но если изделие штучное , то на мой взгляд это того стоит.
Если брать готорвый усилитель - в гугле piezo amplifier - обойдётся ещё больше.
Может можно что-нибудь попроще придумать, например поставить шп трансформатор?
СергейВ.

[Designer56]

3584 во-первых найти надо, во-вторых >200$ стоят!!! Дорого слишком!

3584 есть в терраэлектронике , дорого, но если изделие штучное , то на мой взгляд это того стоит.
Если брать готорвый усилитель - в гугле piezo amplifier - обойдётся ещё больше.
Может можно что-нибудь попроще придумать, например поставить шп трансформатор?
СергейВ.

Проще сделать усилитель...заодно и опыт кое-какой появится- его не отнимешь потом

[Stanislav]

На мой взгляд подобную схему можно осуществить на комплементарных полевиках с общим затвором, если ток
задавать операционником , например L2722...

Честно говоря не вижу никаких преимуществ в использовании полевиков вместо БТ в данной схеме. Кроме того, высоковольтные усилительные ПТ - больша-ая экзотика.

[Stanislav]

КТ504, КТ505 хорошо подходят

Для 100 кГц? Я бы выбрал что-нить поВЧовее.

А куда больше? у КП505 граничная ч-та 30 МГц, а у 504-го- 56

У себя в справочнике (Перельман Б.Л., Петухов В.М. "Новые транзисторы", М., Солон, 1996г) нашёл следующие характеристики предложенных Вами приборов:
- граничная частота к-та передачи тока при Uкб=10В, Iэ=50мА (ОЭ) - не менее 20 МГц;
- ёмкость коллекторного перехода при Uкб=10В, типовое значение - 16 пФ;
- ёмкость эмиттерного перехода при Uэб=0,5В, типовое значение - 600 пФ.
- обратный ток коллектора, при Uкб=Uкб макс - не более 100 мкА.

Транзисторы КТ6104 и КТ6105 имеют следующие характеристики:
- граничная частота к-та передачи тока при Uкб=5В, Iэ=50мА (ОЭ), типовое значение - 350 МГц;
- ёмкость коллекторного перехода при Uкб=5В, максимальное значение - 15 пФ (при Uкб=10В она будет раза в 2,5-3 меньше - прим. Stanislav);
- обратный ток коллектора, при Uкб=100В и +25град. С - не более 0,1 мкА; при +125град. С - не более 1 мкА.

Дело не только в граничных частотах, но и в междуэлектродных емкостях, и, в меньшей степени, в обратных токах.
По-моему, вторая пара транзисторов для автора темы подойдёт гораздо лучше.

3584 есть в терраэлектронике , дорого, но если изделие штучное , то на мой взгляд это того стоит.
Если брать готорвый усилитель - в гугле piezo amplifier - обойдётся ещё больше.
Может можно что-нибудь попроще придумать, например поставить шп трансформатор?
СергейВ.

А не проще ли всё-таки сделать схему, предложенную мной?

[deemon]

Насчёт искажений - так я же описал причину их появления.

Простите, но Вы не совсем хорошо разобрались в работе схемы.
В "классическом" усилителе ступенька возникает из-за разрыва петли ОС при отсутствии выходного тока. Здесь же разрыва петли не происходит (не забывайте про кондёр Соу), и "ступеньки" в классическом понимании не будет вовсе.

...Боюсь , что 1% там не отделаешься . Надо добавить ещё , что кроме ступеньки будут ещё искажения из-за нелинейной ёмкости коллекторного перехода.

Можно запросто сделать и 0,1% .

...Выходные транзисторы - по схеме с ОЭ , и сигнал подаётся от источника тока , на частоте 100 кгц это немаловажно.

Неправильно. Это не источник тока - вых сопротивление задаётся небольшим по номиналу резистором в цепи базы вых. каскада. Тау входной цепи, вследствие этого, будет небольшим, если применить ВЧ транзисторы.

...Я бы применил либо эмиттерные повторители перед выходными транзисторами, либо каскод.

А зачем повторители, и, тем более, каскод? Транзисторы "слева" и так включены с общей базой.

Я в таких схемах разобрался ещё лет 20 назад , когда много собирал разных транзисторных УНЧ . Я же говорю - на бумаге всё красиво , а в деле - не очень . Попробуйте сами собрать и испытать на 100 кгц , без нагрузки и с нагрузкой , посмотрите , что получится . Особенно советую обратить внимание на форму сигнала на базах выходных транзисторов при полном размахе на выходе . Там будет много забавного Также обратите внимание на выход усилка из перегрузки , если она будет ....
Тот же каскод , про который я говорил - это каскод на выходе . Вообще , для таких широкополосных усилителей и при таком размахе сигнала усилитель напряжения нужно обязательно делать на каскоде . Это если мы хотим получить высокое качество , разумеется .
Насчёт прямой связи с выхода ОУ на выход схемы - она в теории помогает , но опять же - сравните время прохождения сигнала напрямую и через выходные транзюки . Транзисторы вносят задержку , а посему ООС будет в момент ступеньки форсированно давать "коксу" на выход , а когда откроются выходники - так же резко убирать сигнал , а это всё искажения , притом весьма противные И как раз на тех частотах , где усиление ОУ падает в тысячи раз . А тут ещё и зависимость усиления транзистора от напряжения КЭ скажется , да ещё от тока ........
В принципе , для УНЧ с полосой до 20 кгц это всё ещё ничего ( хотя играет , ИМХО , всё равно плохо ) ..... но вот на 100 кгц или выше - динамические искажения будут уже очень заметны , даже невооружённым глазом

[Stanislav]

Я в таких схемах разобрался ещё лет 20 назад , когда много собирал разных транзисторных УНЧ . Я же говорю - на бумаге всё красиво , а в деле - не очень . Попробуйте сами собрать и испытать на 100 кгц , без нагрузки и с нагрузкой , посмотрите , что получится.

Собирал, работало вроде.

...Особенно советую обратить внимание на форму сигнала на базах выходных транзисторов при полном размахе на выходе . Там будет много забавного Также обратите внимание на выход усилка из перегрузки , если она будет...

Простите, но Вы говорите загадками. Если не трудно, поясните, что такого забавного можно увидеть на базах вых. транзисторов?
Перегрузка для такого усилка, конечно, не слишком хороша, как и для почти любого другого.

...Тот же каскод , про который я говорил - это каскод на выходе . Вообще , для таких широкополосных усилителей и при таком размахе сигнала усилитель напряжения нужно обязательно делать на каскоде . Это если мы хотим получить высокое качество , разумеется.

Можно и каскод, конечно, это несколько улучшит характеристики усилителя. А насчёт "обязательно" - далеко не факт.

...Насчёт прямой связи с выхода ОУ на выход схемы - она в теории помогает , но опять же - сравните время прохождения сигнала напрямую и через выходные транзюки . Транзисторы вносят задержку , а посему ООС будет в момент ступеньки форсированно давать "коксу" на выход , а когда откроются выходники - так же резко убирать сигнал , а это всё искажения , притом весьма противные И как раз на тех частотах , где усиление ОУ падает в тысячи раз . А тут ещё и зависимость усиления транзистора от напряжения КЭ скажется , да ещё от тока...

Это всё как-то слишком умозрительно.
Если опер и транзисторы достаточно шустрые, искажения можно сделать меньше 1%.

...В принципе , для УНЧ с полосой до 20 кгц это всё ещё ничего ( хотя играет , ИМХО , всё равно плохо ) ..... но вот на 100 кгц или выше - динамические искажения будут уже очень заметны , даже невооружённым глазом

Спорим, что не будут?

[Stanislav]

2 Vldmr
Среди отечественных транзисторов нашёл КП959А и КП960А. Это, в принципе, полевики, но используются они, как биполярники, и называются они "приборы со статической индукцией". Для вых. каскада в Вашем приложении - по-моему, самое то.
ОУ LM741CH не подойдёт - тормозной он слишком для такого усилителя.

[Designer56]

КТ504, КТ505 хорошо подходят

Для 100 кГц? Я бы выбрал что-нить поВЧовее.

А куда больше? у КП505 граничная ч-та 30 МГц, а у 504-го- 56

У себя в справочнике (Перельман Б.Л., Петухов В.М. "Новые транзисторы", М., Солон, 1996г) нашёл следующие характеристики предложенных Вами приборов:
- граничная частота к-та передачи тока при Uкб=10В, Iэ=50мА (ОЭ) - не менее 20 МГц;
- ёмкость коллекторного перехода при Uкб=10В, типовое значение - 16 пФ;
- ёмкость эмиттерного перехода при Uэб=0,5В, типовое значение - 600 пФ.
- обратный ток коллектора, при Uкб=Uкб макс - не более 100 мкА.

Транзисторы КТ6104 и КТ6105 имеют следующие характеристики:
- граничная частота к-та передачи тока при Uкб=5В, Iэ=50мА (ОЭ), типовое значение - 350 МГц;
- ёмкость коллекторного перехода при Uкб=5В, максимальное значение - 15 пФ (при Uкб=10В она будет раза в 2,5-3 меньше - прим. Stanislav);
- обратный ток коллектора, при Uкб=100В и +25град. С - не более 0,1 мкА; при +125град. С - не более 1 мкА.

Дело не только в граничных частотах, но и в междуэлектродных емкостях, и, в меньшей степени, в обратных токах.
По-моему, вторая пара транзисторов для автора темы подойдёт гораздо лучше.

Не спорю, но я исходил из принципа разумной достаточности, а так же из того, что 504,505-е имеют Uкэ max и Uбэ max 250 В, а так же Iк max 1А. Для корпуса TO-39 это совсем не плохо, как и для надежности схемы. Правда, автор задает в конце концов размах сигнала 150 В, но я не уверен, что он не подразумевает под этим амрлитуду- в этом случае, конечно, понадобятся более высоковольтные приборы.
Емкость колекторного перехода, насколько я помню, имеет обратно пропорциональную зависимость от корня кв. напряжения Uкб-как у варикапов.Т.е. снижение емкости будет примерно до 10 пФ при увнеличении напряжения от 5 до 10В. Данные я приводил типичные из ТУ.
Кстати, в таких усилителях бывает полезной местная обратная связь с выхода на вход ОУ,параллельно Cоу по вашей схеме, которая линеаризует вых. каскад и увеличивает устойчивость схемы в целом.

[Stanislav]

Не спорю, но я исходил из принципа разумной достаточности, а так же из того, что 504,505-е имеют Uкэ max и Uбэ max 250 В, а так же Iк max 1А. Для корпуса TO-39 это совсем не плохо, как и для надежности схемы. Правда, автор задает в конце концов размах сигнала 150 В, но я не уверен, что он не подразумевает под этим амрлитуду- в этом случае, конечно, понадобятся более высоковольтные приборы.

Нет, теперь уже размах равен 250В. См. пост # 31.

...Емкость колекторного перехода, насколько я помню, имеет обратно пропорциональную зависимость от корня кв. напряжения Uкб-как у варикапов.Т.е. снижение емкости будет примерно до 10 пФ при увнеличении напряжения от 5 до 10В.

Да, Вы правы, хотя, и не совсем, а я ошибся (сам уж не знаю, почему). Зависимость ёмкости перехода от напряжения, однако, определяется также и типом перехода. Всё же , КТ6104А и КТ6105А подойдут лучше, т.к. междуэлектродные ёмкости у них гораздо меньше (кристалл-то маленький по сравнению с КТ504,505), а в микромощной высоковольтной схеме это очень важно.

...Данные я приводил типичные из ТУ.Кстати, в таких усилителях бывает полезной местная обратная связь с выхода на вход ОУ,параллельно Cоу по вашей схеме, которая линеаризует вых. каскад и увеличивает устойчивость схемы в целом.

Простите, не совсем понял. Если охватывать ОУ местной ОС, как это может повлиять на линеаризацию вых. каскада?
Данная схема, возможно, потребует доп. цепей коррекции (хотя, это далеко не факт ). Для того, чтобы выяснить целесообразность их введения, сначала нужно выбрать компоненты...

[Designer56]

quote]Простите, не совсем понял. Если охватывать ОУ местной ОС, как это может повлиять на линеаризацию вых. каскада?
Данная схема, возможно, потребует доп. цепей коррекции (хотя, это далеко не факт ). Для того, чтобы выяснить целесообразность их введения, сначала нужно выбрать компоненты...

Вот о чем речь идет:

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Stanislav]

Понятно. Возможно, эта связь и улучшит несколько характеристики усилка - сейчас трудно сказать. Только Rfb придётся выбирать довольно большим, чтобы не нагружать сильно вых. каскад, поэтому глубокой местной ООС не получится...
А вот ввести местную ОС по току вых каскада, добавив в эмиттерные цепи вых. транзисторов по небольшому резистору (Ом 100-200, например), очень даже полезно.

[Designer56]

Понятно. Возможно, эта связь и улучшит несколько характеристики усилка - сейчас трудно сказать. Только Rfb придётся выбирать довольно большим, чтобы не нагружать сильно вых. каскад, поэтому глубина ООС большой не получится..

А вот это зависит от компонентов и режимов- как Вы точно подметили

[андр]

По поводу высоковольтного усилителя.
Можно применить микросхему PA91 фирмы Apex.

http://www.terraelectronica.ru/news_postup...;Text=&Gde=

У нее на сайте много различных высоковольтных микросхем.

Вот еще ссылочка http://eportal.apexmicrotech.com/mainsite/...p_amps/pa91.asp

[jam]

На мой взгляд подобную схему можно осуществить на комплементарных полевиках с общим затвором, если ток
задавать операционником , например L2722...

Честно говоря не вижу никаких преимуществ в использовании полевиков вместо БТ в данной схеме. Кроме того, высоковольтные усилительные ПТ - больша-ая экзотика.

Можно взять например мотороловские 2p50 2n50 - приемщества - больший ток.
Поясню - схема с общим затвором по расчёту даёт с размахом 300в полосу 3 MHz, что бы прокачать выходные транзисторы нужно милиамер 100 - что с биполярными просто так не выйдет. (те, что можно купить раскалятся докрасна)
Придётся уменьшить выходной ток зеркала до 10ма, что приведёт к ограничению скорости нарастания до 500 v/us(оценочно, но мне кажется будет ещё меньше).
С полевиками такой проблемы нет , используются такие же как и в выходном каскаде и могут рассеять 20-30 ватт без проблем.
Кроме того полевики более линейны, не боятся теплового пробоя - все эти факторы приводят к тому, что большинство выпускаемых усилителей в этом классе сделаны именно на полевиках.

Согласен, что 100кгц 300в можно сделать и на биполярных транзисторах, но это уже на мой взгляд предел -
у меня нет данный по кт61хх , но не думаю , что они могут рассеять больше 5 ватт. На мой взгляд , лучше взять
кт9144.45.

Сообщение отредактировал jam - Feb 20 2007, 19:19

[Stanislav]

На мой взгляд подобную схему можно осуществить на комплементарных полевиках с общим затвором, если ток
задавать операционником , например L2722...

Честно говоря не вижу никаких преимуществ в использовании полевиков вместо БТ в данной схеме. Кроме того, высоковольтные усилительные ПТ - больша-ая экзотика.

Можно взять например мотороловские 2p50 2n50 - приемщества - больший ток.
Поясню - схема с общим затвором по расчёту даёт с размахом 300в полосу 3 MHz, что бы прокачать выходные транзисторы нужно милиамер 100 - что с биполярными просто так не выйдет. (те, что можно купить раскалятся докрасна)
Придётся уменьшить выходной ток зеркала до 10ма, что приведёт к ограничению скорости нарастания до 500 v/us(оценочно, но мне кажется будет ещё меньше).
С полевиками такой проблемы нет , используются такие же как и в выходном каскаде и могут рассеять 20-30 ватт без проблем.
Кроме того полевики более линейны, не боятся теплового пробоя - все эти факторы приводят к тому, что большинство выпускаемых усилителей в этом классе сделаны именно на полевиках.

Простите, но я не совсем понял, о чём Вы?
Мне кажется, что Вы недостаточно хорошо ознакомились с условием задачи. Ток нагрузки (после уточнения автором темы условий) составит менее 6 мА.

...Согласен, что 100кгц 300в можно сделать и на биполярных транзисторах, но это уже на мой взгляд предел -
у меня нет данный по кт61хх , но не думаю , что они могут рассеять больше 5 ватт. На мой взгляд , лучше взять
кт9144.45.

КТ6104А и КТ6105А рассеивают 300 мВт без теплоотвода и 1 Вт с теплоотводом. По-моему, этого вполне достаточно.

ЗЫ. Кстати, для обеспечения малого к-та гармонических искажений в нагрузке и уменьшения нагрева вых. транзисторов, последовательно с выходом усилителя следует включить резистор с R~=1кОм, 0,5Вт, или последовательную LR цепь. Например, R=1кОм, L=10-100 мкГ.

[jam]

Но он же говорил , что собирается работать на кабель - если кабель несогласован, то выглядит ёмкостью - 200pf на метр - не меньше , чем выходной каскад.

[Stanislav]

Но он же говорил , что собирается работать на кабель - если кабель несогласован, то выглядит ёмкостью - 200pf на метр - не меньше , чем выходной каскад.

В посте #7 указана конкретная ёмкость нагрузки - 100пФ.
Правда, автор темы, похоже, на неё забил...

[jam]

просто так спрошу....чисто поржать...можно...спасибо...
а апликухи лайнеровские что не подошли...али как...

Апликухи лайнеровские просто класс... и не раз меня удивляли своими решениями

[Vldmr]

Автор темы с интересом следит за дискуссией и не забил на тему!
Начал с источника притания для схемы, но подвела микросхема L915(Стабилизатор -15В питания для ОУ), кучу времени убил чтобы выяснить, что же не так. Питание ОУ через стабилитроны решил не делать. Мало ли, схема не заработает и придётся делать другую, в которой стабилитроны не пойдут ил и придётся этот БП ещё для чего-нибудь использовать...

[Stanislav]

Начал с источника притания для схемы, но подвела микросхема L915(Стабилизатор -15В питания для ОУ), кучу времени убил чтобы выяснить, что же не так. Питание ОУ через стабилитроны решил не делать...

Микромощные стабилитроны с резисторами на "+125В" и "-125В" вполне подойдут, ток-то от них будет отсасываться схемой микроскопический. Можете взять TL431, или другие, с минимальным током стабилизации в сотни мкА, зашунтировав их кондёрами микрофарад в 10.

[DS]

А обязательно двуполярный ? Если можно однополярный, то можно взять схему, как у выходного каскада усилителя видеосигнала в телевизоре. ОУ + 2 транзистора.

[Vldmr]

Двуполярный обязательно пока. Если выяснится, что у нового модулятора будет выход на 2 электрода - можно будет что-нибудь придумать.
Итак, собрал. Устройство НЕ РАБОТАЕТ.
Я в непонятках - на инвертирующем входе ОУ отрицательное напряжение, на неинвертирующем - нулевое, и при этом на выходе ОУ отрицательное напряжение, примерно равное отрицательному напряжению питания! Старается изо всех сил, просадил мне источник напряжения из двух ТПГ2-2x24 с 120 до 18 вольт В чём может быть дело? Напряжение питания, померенное на ОУ +14, и -15В

[Stanislav]

Двуполярный обязательно пока. Если выяснится, что у нового модулятора будет выход на 2 электрода - можно будет что-нибудь придумать.
Итак, собрал. Устройство НЕ РАБОТАЕТ.
Я в непонятках - на инвертирующем входе ОУ отрицательное напряжение, на неинвертирующем - нулевое, и при этом на выходе ОУ отрицательное напряжение, примерно равное отрицательному напряжению питания! Старается изо всех сил, просадил мне источник напряжения из двух ТПГ2-2x24 с 120 до 18 вольт В чём может быть дело? Напряжение питания, померенное на ОУ +14, и -15В

Приведите точную схему собранного устройства, пожалуйста. Только тогда можно будет найти, где "собака порылась"...

[Vldmr]

Вот так:
Напряжение на выходе оу = -11 вольт, независимо от входного сигнала. Убирал обратную связь, замыкал выход на инвертирующий вход чтобы был повторитель, замыкал вход повторителя - всё равно -11В!!! Но напряжения питиания на ОУ в норме.
Сегодня сделал 2-ю схему, на Другом ОУ, не LM741. Ничего не понял... Подключил по итанию через транзисторы, как в прикреплённой схеме, замкнул выход и инвертирующий вход, подключил к неинвертирующему выходу синусоидальный сигнал - на выходе ОУ сигнал+постоянная состовляющая в +11 вольт! При этом если амплитуду синусоиды увеличить до 5 вольт, синусоида обрезается сверху на уровне 15 вольт, т.е. на уровне напряжения питания ОУ. На неинв. входе оу мерю - обычная синусоида, без постояннной составляющей. Напряжения питания ОУ в норме!
Что это за чудеса такие могут быть?

Сообщение отредактировал Vldmr - Mar 2 2007, 00:07

Эскизы прикрепленных изображений

 

[deemon]

А на выходе всего усилителя что творится ?

[Vldmr]

А на выходе всего усилителя что творится ?

Ничего не творится. Если полностью собранный усилитель имеется ввиду, то у него ны выходе присутствует небольшое постоянное напряжение, т.к. иточник сигнала подсаживается. Чудеса в решете, вобщем.

[deemon]

А на выходе всего усилителя что творится ?

Ничего не творится. Если полностью собранный усилитель имеется ввиду, то у него ны выходе присутствует небольшое постоянное напряжение, т.к. иточник сигнала подсаживается. Чудеса в решете, вобщем.

Странно .... а схема точно соответствует тому , что нарисовано ? Выход не закорочен ? Схема , по идее , должна хоть как-то работать , хотя резистор 3,3 Ком на выходе ОУ - великоват . Я бы поставил раз в 10 меньше ......... опять же , транзисторы точно годные ? Что-то у меня лично в последнее время нет никакого доверия к совейским комплектующим Да и цоколёвку надо проверить - у нас тут один товарищ долго не мог понять , отчего это усилитель не работает , а оказалось , что он у транзистора базу с эмитером перепутал Цоколёвка оказалась там нестандартная , вот же блин .................
Короче , надо всё проверять , тут похоже где-то ошибка в монтаже или в деталях .

[Vldmr]

Ничего, бывает. Я тоже в этой схеме первый раз эмиттеры с коллекторами у транзисторов перепутал ))
По этой причине цоколёвка была проверена неоднократно. Тут мысль появилась: не развести ли мне эту плату показательно, отсканировать и выложить тут??? Мысль интересная. Жалко, цифровика нет. Так бы эти "чудеса в решете" на видео можно было заснять, авось кто ошибочку и нашёл бы. Ещё проблема - в питерской Микронике КТ851 как ни попросишь, вечно только 2-3 штучки в наличии. Т.е. без запаса )) Друг недавно для своей схемы их закупал - опять в наличии 4 штучки только было.

[jam]

У Вас питание усилителей должно "болтаться" вместе с выходом, для этого надо поставить стабилитроны по 15в между эмитерами транзисторов на выход ОУ, а лучше всего сделать на полевиках от моторолы , есть 2p50 2n50 комплементарные, и усилитель взять побыстрей, лучше всего смотрите апноту от лайнера.

[Vldmr]

Немного не понял. Зачем ставить стабилитроны? Питание ОУ по току и так болтается вместе с выходом. Напряжение на ОУ постоянно. Проблема только в том, что ОУ ведёт себя как-то странно. Откуда-то вылезает постоянная состовляющая на выходе.

[deemon]

Постоянка вылезает не просто так , а потому , что ОУ пытается установить на выходе нулевой потенциал . Он же "чувствует" через цепь ООС , что на выходе не ноль , вот и "рулит" . Но открыть выходные транзисторы он не может почему-то . Во-первых , резистор 3,3 ком великоват , это точно . Но если после его уменьшения до 300-500 ом усилитель не заведётся - значит , выходники дохлые . Или не так включены . В таких простых схемах чудес не бывает . Ну или почти не бывает

[Designer56]

Попробуем посчитать: старый добрый 741 потребляет в покое 1,7 мА (тип.) Смещение базо-эмиттерных переходов при этом будет 1,7мА*300 Ом=0,51В. При коллекторном напряжении 120В они работают в режиме "В"- т.е. без тока покоя. Усиление вых. каскада, который включает в себя и вых каскад ОУ, который в данном включении ОУ работает в режиме общего эмиттера, а не общего коллектора, равен (300 Ом/3,3 кОм)*(крутизна вых.транзисторов). Это без учета сопротивления БЭ перехода вых. транзивторов, но оно при нулевом токе их покоя много больше 300 Ом. Далее, крутизна вых. транзисторов стремится к нулю при стремлении к нулю тока их покоя. Отсюда все поблемы- схеме не хватает усиления.В этой схеме можно попробовать включить вместо резисторов 300 Ом прямосмещенные БЭ переходы тр-ров КТ850,851, т.е превратить выходной каскад в токовое зеркало с током покоя равным току покоя ОУ, с одновременным уменьшением резистора 3,3к раз в десять, это можно посчитать по требуемому вых. току схемы.

[deemon]

Попробуем посчитать: старый добрый 741 потребляет в покое 1,7 мА (тип.) Смещение базо-эмиттерных переходов при этом будет 1,7мА*300 Ом=0,51В. При коллекторном напряжении 120В они работают в режиме "В"- т.е. без тока покоя. Усиление вых. каскада, который включает в себя и вых каскад ОУ, который в данном включении ОУ работает в режиме общего эмиттера, а не общего коллектора, равен (300 Ом/3,3 кОм)*(крутизна вых.транзисторов). Это без учета сопротивления БЭ перехода вых. транзивторов, но оно при нулевом токе их покоя много больше 300 Ом. Далее, крутизна вых. транзисторов стремится к нулю при стремлении к нулю тока их покоя. Отсюда все поблемы- схеме не хватает усиления.В этой схеме можно попробовать включить вместо резисторов 300 Ом прямосмещенные БЭ переходы тр-ров КТ850,851, т.е превратить выходной каскад в токовое зеркало с током покоя равным току покоя ОУ, с одновременным уменьшением резистора 3,3к раз в десять, это можно посчитать по требуемому вых. току схемы.

Но заметьте , что при напряжении на выходе ОУ в 12 вольт ток через 3,3 ком станет порядка 3,5 ма , а этого всё же должно хватить , что бы хоть как-то открыть один из выходных транзисторов ! Схема хоть убого , но всё же должна работать .... а этого нет . Значит , с выходниками что-то не в порядке

[Designer56]

Тогда просто нужно проверить всю схему вольтметром- поизмерять напряжения БЭ на вых. транзисторах и посмотреть- должны они открываться, или нет

[Vldmr]

Описываю ситуацию: ОУ выдаёт постоянную составляющую ВСЕГДА! Чтобы в этом удостоверится, я перепаял схему так, что ОУ стал повторителем. На выходе ВСЕГДА есть постоянная составляющая в 11 вольт. Подключаешь генератор ко входу ОУ - на выходе постоянная составляющая+сигнал генератора напряжения база-эмитер транзисторов в цепи питания 0,6 вольт, напряжения питания на ОУ +-14,5-15В. Перепаяю-ка схему заново, показательно, чтобы провести совсем чистый эксперимент.

[jam]

Описываю ситуацию: ОУ выдаёт постоянную составляющую ВСЕГДА! Чтобы в этом удостоверится, я перепаял схему так, что ОУ стал повторителем. На выходе ВСЕГДА есть постоянная составляющая в 11 вольт. Подключаешь генератор ко входу ОУ - на выходе постоянная составляющая+сигнал генератора напряжения база-эмитер транзисторов в цепи питания 0,6 вольт, напряжения питания на ОУ +-14,5-15В. Перепаяю-ка схему заново, показательно, чтобы провести совсем чистый эксперимент.

Вам правильно указали, что в данной схеме тока потребления оу недостаточно для открытия оконечных транзисторов. Попробуйте увеличить сопротивления в коллекторах до 2к.

[Designer56]

собственно, при этом не хватает петлевого усиоления

[Stanislav]

Вот так:
Напряжение на выходе оу = -11 вольт, независимо от входного сигнала. Убирал обратную связь, замыкал выход на инвертирующий вход чтобы был повторитель, замыкал вход повторителя - всё равно -11В!!! Но напряжения питиания на ОУ в норме.
Сегодня сделал 2-ю схему, на Другом ОУ, не LM741. Ничего не понял... Подключил по итанию через транзисторы, как в прикреплённой схеме, замкнул выход и инвертирующий вход, подключил к неинвертирующему выходу синусоидальный сигнал - на выходе ОУ сигнал+постоянная состовляющая в +11 вольт! При этом если амплитуду синусоиды увеличить до 5 вольт, синусоида обрезается сверху на уровне 15 вольт, т.е. на уровне напряжения питания ОУ. На неинв. входе оу мерю - обычная синусоида, без постояннной составляющей. Напряжения питания ОУ в норме!
Что это за чудеса такие могут быть?

1.Если эмиттеры вых. транзисторов отключены, ОС будет разомкнутой, и напряжение выхода ОУ будет не определено.
2. Резисторы в базах вых. каскада я бы всё же уменьшил несколько - Ом до 240, во избежание... В эмиттеры вых. транзисторов полезно включить резисторы ом по 100.
3. Резистор нагрузки ОУ нужно уменьшить минимум на порядок.
4. Данный ОУ для усилителя на 100 кГц не подходит.

Вам правильно указали, что в данной схеме тока потребления оу недостаточно для открытия оконечных транзисторов. Попробуйте увеличить сопротивления в коллекторах до 2к.

Хороший совет. Только после этого транзисторы придётся выбросить.
Тока потребления будет достаточно для поддержания нуля на выходе, даже при приведённых на схеме (хоть и неправильно рассчитанных) сопротивлениях.

ЗЫ. Вообще, сначала желательно отладить усилитель на низковольтном источнике, а потом уже подключать +/- 150 В.

[Designer56]

А я бы все-таки перевел вых. каскад из чистого режима "В" в "АВ"

[jam]

[quote name='jam' post='219131' date='Mar 4 2007, 12:16']Вам правильно указали, что в данной схеме тока потребления оу недостаточно для открытия оконечных транзисторов. Попробуйте увеличить сопротивления в коллекторах до 2к.[/quote]Хороший совет. Только после этого транзисторы придётся выбросить.
Тока потребления будет достаточно для поддержания нуля на выходе, даже при приведённых на схеме (хоть и неправильно рассчитанных) сопротивлениях.

ЗЫ. Вообще, сначала желательно отладить усилитель на низковольтном источнике, а потом уже подключать +/- 150 В.
[/quote]

С последним полностью согласен - кроме того, по питанию можно включить лампочку на 220.
Вот только не пойму , отчего можно выбрасывать транзисторы , если сопротивления в коллекторах увеличить до 2к, разумеется , если в эммитерах оконечника стоят резисторы ом по 200, это там где у автора на схеме пробелы нарисованы.

[Stanislav]

...Вот только не пойму , отчего можно выбрасывать транзисторы , если сопротивления в коллекторах увеличить до 2к, разумеется , если в эммитерах оконечника стоят резисторы ом по 200, это там где у автора на схеме пробелы нарисованы.

Это надо сначала было определить. Я подразумевал, что эмиттеры сидят на питаниях.
На базах вых. каскада при наличии эмиттерных резисторов такого номинала напряжение покоя отн. питания будет порядка 3В. Начальный ток коллекторов будет около 12 мА. Мощность рассеяния - почти 2 ватта на транзистор. Явно много.

А я бы все-таки перевел вых. каскад из чистого режима "В" в "АВ"

Конечно, так будет лучше. Но пусть хоть что-нить для начала заработает, без запаха горелой пластмассы...

[Slonic]

может быть пригодится:

http://www.edn.com/contents/images/45890.pdf

[deemon]

Вот как бы я сделал этот усилитель .
Для уменьшения нагрева транзисторов , и если условия позвляют - один из диодов в базах выходных транзисторов нужно поставить Шоттки . Тогда выход будет работать в классе В . Если же нужен класс АВ - то оба диода кремниевые + небольшие резисторы в эмиттерах выходников .

[Vldmr]

Deemon, а это разве не то же самое, только где ОУ заменён на усилитель из дискретных элементов?

[Vldmr]

В любом случае, вот схема, которую привёл Stanislav, чуть-чуть дополненая:



Вот она - жалко "блок питания" к ней в лаборатории оставил.
Очень хотелось не уязвить эстетические чувства форумчан.
Не получилось. Особенно после сканера - полный "ужоснах"
Кроме мини-дрели и одного кривого сверла ничего не было - не судите строго


Ещ

Ещё не освоился со штативом с лупой - опять безобразие, без него даже как-то лучше.
Но монтаж всё-таки надёжный, так что в нём можно быть уверенным, если не заработает.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[jam]

В любом случае, вот схема, которую привёл Stanislav, чуть-чуть дополненая:

Дополнение тут может помешать, поскольку транзисторы усиливают ток потребления микросхемы. Получается , что оу работают противофазно.
Резитор 300 я бы поменял на хотя бы 1к, а 33к тоже хотя бы на 1к и попробывал бы это от +-30в для начала - порезал бы дорогу между оу, как вход использовал бы свободный вывод 5к, а бывший вход подвесил бы на выход второго оу.

[Vldmr]

Дополнение тут может помешать, поскольку транзисторы усиливают ток потребления микросхемы. Получается , что оу работают противофазно.
Резитор 300 я бы поменял на хотя бы 1к, а 33к тоже хотя бы на 1к и попробывал бы это от +-30в для начала - порезал бы дорогу между оу, как вход использовал бы свободный вывод 5к, а бывший вход подвесил бы на выход второго оу.

Добавлены не транзисторы - добавлен повторитель, А
он работает симфазно со 2-м ОУ, на выходе которого резистор весит.
1k нельзя делать потому, что ток потребления микросхемы порядка 2 мА.
А это значит, что 2 вольта будет на резисторах падать. Выходная пара транзисторов либо сгорит, либо подсадит источник.

[jam]

Дополнение тут может помешать, поскольку транзисторы усиливают ток потребления микросхемы. Получается , что оу работают противофазно.
Резитор 300 я бы поменял на хотя бы 1к, а 33к тоже хотя бы на 1к и попробывал бы это от +-30в для начала - порезал бы дорогу между оу, как вход использовал бы свободный вывод 5к, а бывший вход подвесил бы на выход второго оу.

Добавлены не транзисторы - добавлен повторитель, А
он работает симфазно со 2-м ОУ, на выходе которого резистор весит.
1k нельзя делать потому, что ток потребления микросхемы порядка 2 мА.
А это значит, что 2 вольта будет на резисторах падать. Выходная пара транзисторов либо сгорит, либо подсадит источник.

Ну если пробывать не хотите, то помочь видимо не смогу, а если честно - сделайте готовую рабочую схему, что в аппнотах лежит.

[Stanislav]

Да и эта схема работать будет, особенно если 33кОм уменьшить раз в 100...
Правда, сдвоенный ОУ я б тоже не советовал... Хотя, на первый взгляд, особого криминала в этом нет.

[Vldmr]

Эх, не выходит каменный цветок
Пришлось по-быстрому униполярный усилитель собрать, для той задачи, которая у меня в результате встала - прокатит, дальше времени нет тянуть.

[Herz]

Да и эта схема работать будет, особенно если 33кОм уменьшить раз в 100...
Правда, сдвоенный ОУ я б тоже не советовал... Хотя, на первый взгляд, особого криминала в этом нет.

По этой схеме вообще непонятно, как она может работать и для чего здесь второй ОУ.

[deemon]

Эх, не выходит каменный цветок
Пришлось по-быстрому униполярный усилитель собрать, для той задачи, которая у меня в результате встала - прокатит, дальше времени нет тянуть.

А ту схему не пробовали , которую я нарисовал ? ИМХО , должна работать .

[Stanislav]

А ту схему не пробовали , которую я нарисовал ? ИМХО , должна работать .

Ваша посложнее в реализации.
Думаю, однако, что дело здесь не в принципиальной схеме, а в некачественном исполнении конструкции.

[BAHO]

Отличная схема... преогромнейшее спасибо Станиславу, очень простая схема, но обеспечивает очень хорошие характеристики. Мне понадобилось создать двухполярный источник тока сложной формы от 0 до 50мА в нагрузке до 500Ом, схема подошла как нельзя лучше. На всякий случай выкладываю свой вариант исполнения, мало ли кому пригодиться.

Сообщение отредактировал BAHO - Oct 16 2007, 12:34

Прикрепленные файлы

 __________.bmp ( 30.06 килобайт ) Кол-во скачиваний: 150