Сброс пикового детектора, Борьба с насыщением ОУ Опции

[Stepanich]

Здравствуйте.

Прошу помочь со схемой пикового детектора.



Пиковый детектор используется для измерения амплитуды наносекундных импульсов. Диод выбран с низким током утечки -- 5 пА максимум (PAD-1). ОУ также обладает низким током смещения -- 2 пА.

Проблема в том, что ОУ уходит в насыщение после первого же импульса, хотя этот первый импульс отрабатывает нормально. Ключ SW служит для сброса детектора. На графиках отражены: входной сигнал V(In+), выход детектора V(peakout), выход ОУ V(out), и сигнал сброса дектора V(reset).

Как же исключить это насыщение?

Спасибо.

[FerrumVS]

попробуйте соединить инвертирующий вход с Vout

[DS]

Тут кроме того, что Вы непосредственно выход ОУ коротите на землю, что ему, естественно не нравится, у Вас ОУ стремится свалится в насыщение в отрицательную сторону. При этом он теряет свое быстродействие и никаких нс импульсов Вы не измерите.

Поищите схемы пиковых детекторов со сбросом с помощью Google, найдете сразу.

[FerrumVS]

у меня вопросы есть, но не чтобы поиздеваться, а потому как интересно, так вот: зачем шунтировать диод конденсатором и почему бы не организовать сброс у катода диода?

Сообщение отредактировал FerrumVS - Jan 31 2012, 18:44

[Stepanich]

FerrumVS, конденсатор над диодом -- это иммитация ёмкости монтажа, т. к здесь она имеет значение. Сброс у катода как раз и происходит.
DS, пока в Гугле подходящей схемы не вижу. Позже попробую на иностранных сайтах поискать.

[DS]

Насчет гугля я был слишком оптимистичен.

В общем, рекомендую использовать схему пикового детектора с двумя ОУ (один заряжает конденсатор, второй - повторитель, обратная свзь идет с выхода повторителя плюс дополнительный диод для предотвращения сваливания выхода в минус насыщение), и два ключа - один разряжает конденсатор, второй замыкает выход и "-" вход ОУ. чтобы держать его выход в нуле и запереть диод на время сброса.

[FerrumVS]

Stepanich, да вижу, попутал

Сообщение отредактировал FerrumVS - Jan 31 2012, 19:03

[Stepanich]

DS, если я Вас правильно понял, Вы предлагаете поставить диод на выход первого ОУ анодом на землю? Но вот здесь и возникнет сквозной ток через диод при отрицательном напряжении на выходе ОУ. Я также не понял, куда подключать второй ключ: на выход первого ОУ или к кондесатору? Второй ОУ будет использоваться в качестве буфера в любом случае, на схеме его нет, т. к. он не влияет на логику работы детектора.

[DS]

Нет, добавляете в обратную связь первого ОУ диод катодом к выходу, чтобы предотвратить насыщение ОУ при отрицательном сигнале на выходе ОУ. Для поддержания обратной связи теперь необходим повторитель (второй ОУ) после конденсатора, и от него резистор на "-" вход первого ОУ. Эта обратная связь будет работать при зарядке конденсатора. Для сброса сначала шунтируете диод в обратной связи, это ставит выход ОУ в 0. Затем сбрасываете конденсатор.

[Stepanich]

DS, спасибо. Попробую смоделировать.

Ещё нашёл http://cds.linear.com/docs/Design%20Note/dn61.pdf

[galya]

...когда-то занимался этой темой...посмотрите архив....может что-то и пригодится...

Прикрепленные файлы

 Peak_Detectors.rar ( 4.71 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 124

 

[Stepanich]

galya, спасибо. Удивляюсь, как американцы умудряются патентовать давно известные классические схемы (патент US20070030033), выдавая их за свои.

На данный момент наблюдаю проблемы с нелинейностью схемы при работе с малыми сигналами (сотни микровольт).

[DS]

А что же вы ожидали от схемы с диодами ? Ставьте второй канал и усилитель перед ним, если нужен большой диапазон.

[AndreyVN]

Прошу помочь со схемой пикового детектора.

Пользовался одной из классических схем. Работает стабильно в диапазоне 0-Uпит, если надо, найду номиналы элементов.
На осциллограмме "средний луч" это вход ПД выход ПД сдвинут так, чтобы "полочка" начиналась
из верхней точки пика, развертка 1mS/Div.
Если не изменяет память, без емкости в цепи первого ОУ (~100pF) было перерегулирование.

[TheMad]

Несколько лет назад я создавал тему про пиковые детекторы, там много полезных мыслей написали жители этого форума, за что им отдельное спасибо. Поищите.
По моему скромному мнению наносекундные импульсы пикдетектить такой схемой - утопия. Разве что сотни нс.
Проверить это просто: для начала замкните диод и убедитесь осциллографом что ваш ОУ успевает заряжать накопительный конденсатор, форма импульса на входе и на выходе должна быть идентична, как и амплитуда.

[Stepanich]

TheMad, да, спасибо. От пикового детектора отказался в пользу интегратора. Но и здесь есть свои проблемы. Например, заряд конденсатора после сброса из-за напряжения смещения (ОУ выбран ADA4899 с Ub 28 мкВ), что требует введения нескольких интеграторов с предусислителями для покрытия всего дин. диапазона.

[Tanya]

TheMad, да, спасибо. От пикового детектора отказался в пользу интегратора. Но и здесь есть свои проблемы. Например, заряд конденсатора после сброса из-за напряжения смещения (ОУ выбран ADA4899 с Ub 28 мкВ), что требует введения нескольких интеграторов с предусислителями для покрытия всего дин. диапазона.

Посмотрите еще в сторону OPA380 или IVC102. В симуляторе TINA( от TI) даже примерчик такой есть. Ключ обычно дает основной вклад в разброс остаточного напряжения.

[Stepanich]

Да, Tanya, спасибо, я его рассматривал. Но вот примитивная модель с ним, к сожалению, не работает как надо:

Как видно из диаграммы, при размыкании ключа (Reset) выход ОУ (Out) становится равным верхней рельсе питания.

[Tanya]

Да, Tanya, спасибо, я его рассматривал. Но вот примитивная модель с ним, к сожалению, не работает как надо:

Как видно из диаграммы, при размыкании ключа (Reset) выход ОУ (Out) становится равным верхней рельсе питания.

Вроде не бездельники и могли бы жить...
Им бы симуляторы взять и отменить..