|
Фазовращатель на ОУ |
|
|
|
Jun 11 2008, 15:47
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 202
Регистрация: 7-04-08
Пользователь №: 36 555

|
Схема фазовращателя на 24 кГц... Сдвиг фазы +/- 90 град. P1, P2 - цифровые потенциометры, С3 и С4 - их паразитные емкости. Опера LM224. Схема состоит из фазового звена на OP1 и гиратора (OP2 и OP3). Схема не очень удачная, т.к. требовательна к выбору опера, иначе может возбуждаться. С LM224 вроде все нормально работает, до тех пор пока сигнал не привышает по амп. 0,5 В. При превышении этого порога, на выходе начинаются причудливые искажения синуса, сначала в нижней его части, а по мере нарастания амп. , синус искажается полностью. Причем форма с трудом поддается описанию... Может кто знает с чем это может быть связанно? Схема
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
 |
Ответов
(1 - 61)
|
Jun 11 2008, 20:09
|
Знающий
   
Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837

|
Цитата(Konrad @ Jun 11 2008, 18:47)  Схема фазовращателя на 24 кГц... Сдвиг фазы +/- 90 град. P1, P2 - цифровые потенциометры, С3 и С4 - их паразитные емкости. Опера LM224.
Схема состоит из фазового звена на OP1 и гиратора (OP2 и OP3). Схема не очень удачная, т.к. требовательна к выбору опера, иначе может возбуждаться. С LM224 вроде все нормально работает, до тех пор пока сигнал не привышает по амп. 0,5 В. При превышении этого порога, на выходе начинаются причудливые искажения синуса, сначала в нижней его части, а по мере нарастания амп. , синус искажается полностью. Причем форма с трудом поддается описанию...
Может кто знает с чем это может быть связанно? Схема Этот ОУ согласно схеме из даташита работает в режиме В, с большими искажениями типа "ступеньки". С учетом что полоса всего 1МГц, просто не хватает скорости нарастания и глубины обратной связи.
Сообщение отредактировал alexkok - Jun 11 2008, 20:59
--------------------
|
|
|
|
|
Jun 12 2008, 07:51
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(Konrad @ Jun 11 2008, 19:47)  Схема фазовращателя на 24 кГц... Сдвиг фазы +/- 90 град. P1, P2 - цифровые потенциометры, С3 и С4 - их паразитные емкости. Опера LM224.
Схема состоит из фазового звена на OP1 и гиратора (OP2 и OP3). Схема не очень удачная, т.к. требовательна к выбору опера, иначе может возбуждаться. С LM224 вроде все нормально работает, до тех пор пока сигнал не привышает по амп. 0,5 В. При превышении этого порога, на выходе начинаются причудливые искажения синуса, сначала в нижней его части, а по мере нарастания амп. , синус искажается полностью. Причем форма с трудом поддается описанию...
Может кто знает с чем это может быть связанно? Скажите, а какое у Вас напряжение питания? И зачем нужен гиратор? Схема на ОУ, трёх резисторах и кондёре почему не устраивает?
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Jun 15 2008, 17:01
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 202
Регистрация: 7-04-08
Пользователь №: 36 555

|
Обо всем по порядку...
Скорость нарастания у LM224 - 0,4 В/мкс, полагаю этого должно быть достаточно, для того чтобы получить на выходе синус периодом 42 мкс (24кГц) и амплитудой хотя бы 5В.
Моделировал мультисимом, ставил 741'ые и LM224'ые опера - программа кажет, что все чудесно работает... Почему паразитная емкость на землю? У ЦП (AD5262) как и обычного потенциометра три вывода, согласно даташиту между каждым из выводов и землей весят паразитные емкости, на ползунке 55пФ, а на двух оставшихся по 25пФ...
Напряжение питания +- 15В. Схема на ОУ, кондере и трех резисторах не устраивает тем, что возможный сдвиг фазы 0-180 град, а мне нужно +-90, с достаточно высокой точностью подстройки, а схема на одном ОУ в диапазоне 0-180 имеет сильную нелинейность зависимости фазы от R, в диапазоне 0-90 нелинейность заметно меньше, поэтому фазовое звено я использую в диапазоне сдвига фазы (0 - (+/-)90), а гиратор нужен для того чтобы менять характер реактивности на неинвертирующем входе OP1 с емкостного на индуктивный тем самым меняя направление сдвига фазы (+/-).
|
|
|
|
|
Jun 15 2008, 20:46
|
Знающий
   
Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837

|
Цитата(Konrad @ Jun 15 2008, 20:01)  Скорость нарастания у LM224 - 0,4 В/мкс, полагаю этого должно быть достаточно, для того чтобы получить на выходе синус периодом 42 мкс (24кГц) и амплитудой хотя бы 5В. Надо не полагать, а считать. Для 5В скорость нарастания 0,75В/мкс. Рабочая точка выходного каскада сдвинута в режим А генератором тока 50мка. Этого достаточно до примерно 0.3В, затем начинается режим Б и искажения, т.е. гармоники, на которых обратная связь стремится к нулю. Если есть проблема с доставанием правильных ОУ, можно применить радиолюбительское извращение - поставить резисторы порядка 5к с выхода на минус питания. Этим вы сместите рабочую точку в режим А, но ограничение по скорости нарастания останется. Не понятно зачем применять устаревший и не дешевый ОУ. Цитата Моделировал мультисимом, ставил 741'ые и LM224'ые опера - программа кажет, что все чудесно работает... Если набить схему из дэйташита, получите реальную картину. А так, я подозреваю, мультисим использует идеальный ОУ с ограничениями на полосу.
--------------------
|
|
|
|
|
Jun 15 2008, 22:07
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 202
Регистрация: 7-04-08
Пользователь №: 36 555

|
Цитата(alexkok @ Jun 16 2008, 00:46)  Надо не полагать, а считать. Для 5В скорость нарастания 0,75В/мкс. Рабочая точка выходного каскада сдвинута в режим А генератором тока 50мка. Этого достаточно до примерно 0.3В, затем начинается режим Б и искажения, т.е. гармоники, на которых обратная связь стремится к нулю. Если есть проблема с доставанием правильных ОУ, можно применить радиолюбительское извращение - поставить резисторы порядка 5к с выхода на минус питания. Этим вы сместите рабочую точку в режим А, но ограничение по скорости нарастания останется. Не понятно зачем применять устаревший и не дешевый ОУ.
Если набить схему из дэйташита, получите реальную картину. А так, я подозреваю, мультисим использует идеальный ОУ с ограничениями на полосу. Для своих подсчетов я руководствуюсь простенькой формулой из Хоровица и Хилла: мин. ск. нарастания должна составлять 2pi*A*f ,В/с где A- амплитуда, f- частота; Виноват, в даннон примере, цифру 5В я взял навскидку - действительно, по этой ф-ле для 5В 24кГц минимальная скорость нарастания получается равной 0,75В/мкс (а не 0,4)... Но по той же формуле, скорсти нарастания 0,4В/мкс достаточно для сигнала амп. 2,65В... Как результаты этого рассчета соотнести с тем о чем Вы пишите? Скорее всего я недостаточно владею вопросом, т.к. раньше не встречал в литературе подобного обоснования (переход из режима A в режим B итд), посоветуйте пожалуйста книгу, где этот вопрос рассматривается должным образом. Зачем применять этот ОУ? Изначально был применен другой, не устаревший ОУ OP484, но с ним гиратор возбуждался (был недостаточный запас по фазе)... Соответственно возникла необходимость приобрести что-нибудь для экспериментов, LM224 стоит 5р. и достать его тоже очень просто, так что для экспириментов я выбрал именно его...
|
|
|
|
|
Jun 16 2008, 01:40
|
Знающий
   
Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837

|
Цитата(Konrad @ Jun 16 2008, 01:07)  Но по той же формуле, скорсти нарастания 0,4В/мкс достаточно для сигнала амп. 2,65В... Как результаты этого рассчета соотнести с тем о чем Вы пишите? Это параметры "большого" сигнала. С искажениями они никак не связаны (напрямую). Я уже писал, если вы хотите увидеть реальную и детальную картину что происходит внутри, надо ввести схему из даташита. У National, пожалуй, самая простая:
Проблема только с параметрами транзисторов, я когда-то для этой цели использовал бескорпусные, результаты были очень хорошие. Цитата Скорее всего я недостаточно владею вопросом, т.к. раньше не встречал в литературе подобного обоснования (переход из режима A в режим B итд), посоветуйте пожалуйста книгу, где этот вопрос рассматривается должным образом. А для этого мультисим в первую очередь и предназначен, это "обучалка". Такую книгу даже и не припомню, о самых азах. Лучшая книга об ОУ, из тех что я читал, это И. Достал "Операционные усилители". Там кстати есть как включать ОУ на емкостную нагрузку, возможно у Вас из-за этого проблема с OP484.
--------------------
|
|
|
|
|
Jun 16 2008, 04:03
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 202
Регистрация: 7-04-08
Пользователь №: 36 555

|
Цитата(alexkok @ Jun 16 2008, 05:40)  Там кстати есть как включать ОУ на емкостную нагрузку, возможно у Вас из-за этого проблема с OP484. Нет, в гираторе два ОУ охвачены общей петлей обратной связи - с OP484 гиратор возбуждается даже без емкостей...
|
|
|
|
|
Jun 17 2008, 19:19
|
Знающий
   
Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837

|
Цитата(Konrad @ Jun 17 2008, 21:57)  Раньше мне не приходилось сталкиваться с таким поведением ОУ (как в случае с LM224)... я так понимаю, что у большинства ОУ (в отличии от LM224) выходной каскад работает в режиме AB, правильно ? Что есть правильно зависит от назначения, для работы с постоянным напряжением режим B обеспечивает меньшее потребление. Статистику не знаю, возможно.
--------------------
|
|
|
|
|
May 19 2011, 15:05
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 27-05-10
Из: Киев
Пользователь №: 57 578

|
Цитата(Herz @ May 19 2011, 15:31)  Тогда почему именно второго порядка? вопрос решён. но как тут обойтись первым?
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
May 20 2011, 11:21
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 27-05-10
Из: Киев
Пользователь №: 57 578

|
где-то так
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
May 21 2011, 20:28
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 27-05-10
Из: Киев
Пользователь №: 57 578

|
Цитата(shkal @ May 21 2011, 17:00)  Вот простейший вариант Класс! Как расчитывал?
Сообщение отредактировал BoX - May 21 2011, 20:29
|
|
|
|
|
May 30 2011, 09:03
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 27-05-10
Из: Киев
Пользователь №: 57 578

|
Цитата Дальше нужно уменьшить сдвиг фаз на 5КГц введением нуля на частоте примерно 5КГц\3 Fo=1/(2*pi*C2*R3) откуда такая инфа? Скинь пожалуйста .cir файл! Спасибо!
|
|
|
|
|
May 30 2011, 17:28
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 27-05-10
Из: Киев
Пользователь №: 57 578

|
Цитата Fo=1/(2*pi*C2*R3) это ноль? Т.е. ты не записывал передаточной функции, а просто двигал номиналы в Dynamic AC?
|
|
|
|
|
Jun 2 2011, 09:13
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 281
Регистрация: 29-04-08
Из: Москва
Пользователь №: 37 149

|
Цитата(Tano @ Jun 1 2011, 18:07)  Shkal. "у одного интегратора сдвиг фазы 90, у двух последовательно - 180". У Вас не интеграторы у Вас ФНЧ. Для определения сдвига фазы на частоте, более чем на декаду превышающую частоту среза, это абсолютно всё равно.
|
|
|
|
|
Jun 2 2011, 15:43
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 281
Регистрация: 29-04-08
Из: Москва
Пользователь №: 37 149

|
Цитата(Tano @ Jun 2 2011, 18:32)  Если R4 в Вашей схеме будет равно бесконечности, то X1 будет интегратором. Только в том случае, если у Вас в ящике припасена пара ОУ с бесконечным усилением.
|
|
|
|
|
Jun 3 2011, 09:35
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 281
Регистрация: 29-04-08
Из: Москва
Пользователь №: 37 149

|
Цитата(Alexashka @ Jun 3 2011, 01:26)  Вообщето Tano прав. Лучше называть вещи своими именами, чтобы у новичков в голове каша не образовывалась. Вообще-то он не более, чем демонстрирует ограниченность своего понимания. Вот смотрите:
Синий график - выход OUT без резистора в ООС Красный - выход OUT1 с резистором в ООС Ну и кто из них лучше интегрирует  ?
|
|
|
|
|
Jun 4 2011, 15:50
|

Практикующий маг
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576

|
Цитата(shkal @ Jun 3 2011, 13:35)  Вообще-то он не более, чем демонстрирует ограниченность своего понимания. Вот смотрите: Ну и кто из них лучше интегрирует  ? Сравнение имхо неудачное, в данном случае работа схем определяется параметрами конкретного ОУ, что противоречит самой трактовке ОУ. Т.е такого усилителя, который Цитата используются в схемах с глубокой отрицательной обратной связью, которая, благодаря высокому коэффициенту усиления ОУ, полностью определяет коэффициент передачи полученной схемы. В данном случае, повторю, она определяется не цепями ОС, а самим усилительным элементом. Теперь повторите эксперимент, заменив в Вашей схеме ОУ на идеальные, или на усилительные блоки с Ку =1е5 или более.
|
|
|
|
|
Jun 4 2011, 21:38
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 281
Регистрация: 29-04-08
Из: Москва
Пользователь №: 37 149

|
Цитата(Alexashka @ Jun 4 2011, 19:50)  Теперь повторите эксперимент, заменив в Вашей схеме ОУ на идеальные. Ну пришлите, пришлите же мне скорее пару этих чудесных идеальных ОУ! Какая у них, кстати на корпусе маркировка? Так и написано - идеальные? А то мне всё какие-то THS, да OPA, да AD попадаются, а там ещё циферки непонятные.... Да тут ещё совершенно некстати выясняется,что все они, бедные, родились горбатенькими и не соответствуют трактовке из букваря. Написал уже 3 раза , пишу ещё раз: Для любого интегратора такого вида, собранного из реальных компонентов, найдется такой частотный диапазон (от 0 до некой F0), в котором он интегрировать не будет. И определяется он именно тем, что Ку не бесконечен на постоянном токе. Именно с этой точки зрения любой интегратор - ФНЧ, разница чисто количественная, в частоте этой самой F0.
|
|
|
|
|
Jun 5 2011, 09:54
|

Практикующий маг
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576

|
Цитата(shkal @ Jun 5 2011, 01:38)  Ну пришлите, пришлите же мне скорее пару этих чудесных идеальных ОУ! Какая у них, кстати на корпусе маркировка? Так и написано - идеальные? А то мне всё какие-то THS, да OPA, да AD попадаются, а там ещё циферки непонятные.... Да тут ещё совершенно некстати выясняется,что все они, бедные, родились горбатенькими и не соответствуют трактовке из букваря.
Написал уже 3 раза , пишу ещё раз:
Для любого интегратора такого вида, собранного из реальных компонентов, найдется такой частотный диапазон (от 0 до некой F0), в котором он интегрировать не будет. И определяется он именно тем, что Ку не бесконечен на постоянном токе. Именно с этой точки зрения любой интегратор - ФНЧ, разница чисто количественная, в частоте этой самой F0. То что Вы так глубоко проникли в понимание работы реальных интеграторов похвально, но в данном случае задача чисто академическая и поставлена она с одной целью -понять как работают "идеальные" блочки - ФНЧ, ФВЧ, интеграторы, дифференциаторы и т.д. Когда человек разберется с этим, можете грузить его уже особенностями "реальных" схем. А для чего как Вы думаете в симуляторах есть модели идеальных ОУ? Чтобы позлить специалистов вроде Вас?  Ведь таких не существует в природе И не надо схемы, выглядящие и работающие как ФНЧ называть "интеграторами", а интеграторы называть "ФНЧ" изза того, что в какойто области они не работают как интеграторы изза реальных особенностей компонентов. Конденсаторы на высоких частотах ведут себя как индуктивности, но ведь никто не называет их " дросселями".
|
|
|
|
|
Jun 25 2011, 11:57
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 27-05-10
Из: Киев
Пользователь №: 57 578

|
To Alexashka Цитата а добавлением двух "полюсов" посредством R3, R4 заворачиваем фазу в "плюс" Как вы знаете что посредством R3, R4 добавятся полюсы а не нули. Как до такого додуматься To Tano Цитата Попытка реализовать фильтр на одном ОУ приведёт к затратной по времени процедуре настройки с неизвесным результатом из-за высокой чувствительности реализованной передаточной функции. Непонял. В модели всё нормально работает
|
|
|
|
|
Jun 26 2011, 14:26
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 27-05-10
Из: Киев
Пользователь №: 57 578

|
To Alexashka очень! В MC-9 вы просто интуитивно добавили резисторы? Мой MC-9 не хочет строитьчувствительность. Вы согласны с мнением Tano? В FS у меня выходит другое
Прикрепленные файлы
pic.bmp ( 252.37 килобайт )
Кол-во скачиваний: 8
|
|
|
|
|
Jun 26 2011, 18:30
|

Практикующий маг
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576

|
Цитата(BoX @ Jun 26 2011, 18:26)  В MC-9 вы просто интуитивно добавили резисторы? Мой MC-9 не хочет строитьчувствительность. Вы согласны с мнением Tano?
В FS у меня выходит другое Ага. В данном случае не согласен, эффект от разброса номиналов здесь как раз слабо сказывается -это видно если двигать нули по действительной оси. Дело в том что мой вариант сделан на повторителе (т.е без усиления), он менее чувствителен к разбросу. Чувствительнось можно посмотреть так -включите в АС анализе режим Монте-Карло, кол-во проходов около 20-50, для всех элементов нужно перед этим задать разброс (в свойствах компонента) -5..10% для кондеров, 1..5% для резисторов. После прогона посмотрите макс.и миним.отклонения АЧХ (ФЧХ) в контрольных точках. Если разброс АЧХ устраивает то можно использовать схему, если нет -надо уменьшать разброс элементов. Можно попробовать разбивку на отдельные каскады, но имхо разницы не будет. Все правильно -вы нули поставили на мнимую ось, т.е когда вектор частоты проходит по этой оси он пройдет точно через нуль и в этой точке коэф.передачи падает до нуля. Платой за это оказывается меньшее подавление фильтра на других частотах полосы задержания. Попробуйте поставить нули на действительную ось.
|
|
|
|
|
Jun 26 2011, 18:39
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 27-05-10
Из: Киев
Пользователь №: 57 578

|
Sensivity – не то? Alexashka, поражен вами и возможностям FS. Сделал как у вас)) Цитата вы нули поставили на мнимую оськогда вектор частоты проходит по этой оси он пройдет точно через нуль Вектор частоты пройдёт через мнимую ось?
Сообщение отредактировал BoX - Jun 26 2011, 19:12
|
|
|
|
|
Sep 15 2011, 13:07
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 27-05-10
Из: Киев
Пользователь №: 57 578

|
Уважаемый, Alexashka! Нужно пересчитать вышеупомянутый фильтр на 4.2КГц. Номиналы 40МОм и 700uF весьма большие. Как сделать меньше? спасибо!
Сообщение отредактировал BoX - Sep 15 2011, 13:19
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|